Изучение влияния гидротермических показателей на урожайность ярового ячменя в условиях Центральной Якутии
Изучение влияния гидротермических показателей на урожайность ярового ячменя в условиях Центральной Якутии
Аннотация
Представлены результаты изучения зависимости урожайности и гидротермических показателей ярового ячменя. Исходным материалом для исследования послужили сорта ярового ячменя различных эколого-географических групп, полученные из мировой коллекции ВИР. Исследования проведены в 2020-2022 гг. на опытных полях Якутского НИИСХ на селекционном стационаре группы селекции и семеноводства зерновых культур по паровому предшественнику. Целью исследования является изучение влияния гидротермических показателей на урожайность ярового ячменя в условиях Центральной Якутии. Повторность однократно, учётная площадь делянки 1 квадратных метров. Срок посева 24-28 мая. Климат Центральной Якутии засушливый, резко континентальный.
1. Введение
Одна из важных задач селекционеров – создание нового сорта с максимально возможным уровнем продуктивности. Успех селекции определяется подбором материала, с которым будет вестись работа . Ячмень является ценной продовольственной и зернофуражной культурой. В структуре посевных площадей зерновых культур Российской Федерации он занимает второе место после пшеницы . 70% от общего его производства используется на кормовые цели в виде зерна, продуктов его переработки, зеленой массы, скашиваемой в разные фазы вегетации . Знание корреляционной связи между признаками позволяет выяснить взаимосвязь компонентов урожая, а значит, способствует более эффективному проведению отборов нужных генотипов . Корреляционный анализ как статистический метод получил широкое распространение в селекционных исследованиях. Количественное определение корреляций позволяет предусматривать изменение величины одних признаков при отборе по другим .
Цель исследования – изучение влияния гидротермических показателей на урожайность ярового ячменя в условиях Центральной Якутии.
Новизна исследований заключается в проведении статистического анализа данных за 3 года, выявлении зависимости урожайности коллекционного питомника ярового ячменя от гидротермических показателей вегетации.
2. Материал, условия и методика проведения исследований
Исследования проведены в 2020 – 2022 гг. на опытных полях Якутского НИИСХ на селекционном стационаре группы селекции и семеноводства зерновых культур по паровому предшественнику. Изучение образцов проведено в коллекционном питомнике. Объектом для исследования послужили сорта ярового ячменя различных эколого-географических групп, полученные из мировой коллекции ВИР. Повторность однократная, учетная площадь делянки 1 м². Срок посева 24-28 мая. Опыт ведется в соответствии с методикой опытного дела , , . Убирали растения вручную с последующим ручным обмолотом. Математическую обработку данных с использованием дисперсионного и корреляционного анализов проводили по Б.А. Доспехову с помощью программ Microsoft Office EXEL 2013, SNEDECOR . Почва опытных участков мерзлотная таежно-палевая осолоделая. Химические анализы проводятся в лаборатории биохимии ЯНИИСХ согласно общепринятым методикам. Оценку условий увлажнения и расчет суммы положительных температур проводили по данным, полученным на метеостанции Хангаласского улуса г. Покровск Республики Саха (Якутия). Произрастание зерновых культур в Якутии протекает в жёстких условиях. Это связано с резко континентальным климатом данного региона, поэтому растения испытывают комплексное воздействие длинного солнечного дня, высоких средних суточных температур, общего недостатка влаги в почве и в воздухе, резких перепадов ночных и дневных температур, весенних, летних и осенних заморозков на фоне многолетней мерзлоты. Период с температурой воздуха выше 10 °С продолжается 90-100 дн., безморозный период – 60-100 дн. Годовое количество осадков – 180-270 мм, из них за период с температурой выше 10 °С выпадает 105-135 мм .
3. Результаты исследований
Одностороннее направление селекции может привести к снижению адаптивной способности, так как на формирование урожайности оказывают влияние факторы среды. При оценке тепловых ресурсов принимается во внимание биологическая потребность растений в тепле и сумма активных температур вегетационного периода. Исследования влияния метеорологических условий на урожайность посвящены работы многих ученых , . По данным Г.Т. Селянинова , Гидротермический коэффициент (ГТК) является одним из наиболее часто используемых показателей в агрометеорологии, в том числе для оценки потенциала возделываемых сельскохозяйственных культур. Расчет гидротермического коэффициента (ГТК) осуществлялся по методике Г. Т. Селянинова . Гидротермический коэффициент, отражающий соотношение тепла и осадков, может дать более точный прогноз урожайности возделываемой культуры. Чем выше ГТК, тем выше урожайность. Гидротермический коэффициент за вегетационный период 2020-2022 гг. различались, что позволило выявить влияние количества осадков и температуры на урожайность ярового ячменя (см. табл.1).
Таблица 1 - Гидротермический коэффициент по месяцам вегетационного периода ярового ячменя в годы исследований
Год | Гидротермический коэффициент | Среднее | |||
май | июнь | июль | август | ||
2020 | 0,23 | 0,48 | 0,42 | 0,72 | 0,46 |
2021 | 0,22 | 0,12 | 0,36 | 0,42 | 0,28 |
2022 | 0,51 | 0,43 | 0,98 | 0,63 | 0,63 |
Примечание: 2020-2022 гг
Острый дефицит наблюдается в мае 2020г. (ГТК=0,23), 2021 г. (ГТК=0,22) и в июне 2021 г. (ГТК=0,12). Фаза колошения в селекционных питомниках проходила в июле, где ГТК составляет от 0,36 до 0,42 (засушливый), в июле 2022 г. (ГТК=0,98). В среднем ГТК изменялась от 0,46 до 0,63.
Метеорологические условия 2020 г. вегетационного периода характеризовались недостатком влаги в критические периоды для зерновых культур – всходы – кущение, кущение – выход в трубку, выход в трубку – цветение. Среднесуточная температура воздуха превышало на 3,7 °С в мае, в июне на 2,4 °С, в июле на 1,8 °С среднемноголетних показателей. В период налива зерна отмечена нехватка тепла, на 2,6 °С ниже среднемноголетних показателей. Из таблицы 2 видно, что засушливым погодным условиям характеризовался 2021 гг.: сумма осадков составил 82,3 мм за вегетационный период культуры при среднемноголетних значениях 146 мм.
Таблица 2 - Метеорологические условия в период вегетации ярового ячменя
Показатель | Месяц | |||
Май | Июнь | Июль | Август | |
2020 год | ||||
Сумма осадков, отклонение от нормы, мм | -7,9 | -0,8 | -10,6 | -34,4 |
Среднесуточная температура воздуха, °С, отклонение от нормы | +3,7 | +2,4 | +1,8 | -2,6 |
2021 год | ||||
Сумма осадков, отклонение от нормы, мм | -8,7 | -26,7 | -14,8 | -8,8 |
Среднесуточная температура воздуха, °С, отклонение от нормы | +1,3 | +2,4 | +1,6 | +3,1 |
2022 год | ||||
Сумма осадков, отклонение от нормы, мм | -0,2 | -3,4 | +42,4 | 0 |
Среднесуточная температура воздуха, °С, отклонение от нормы | +0,7 | +4,0 | +4,1 | -0,3 |
Высокая среднесуточная температура и отсутствие продуктивных осадков в период всходы – кущение, кущение – колошение характеризовали 2021 г. Это привело к торможению ростовых процессов и корневой системы растений. В мае выпало осадков на 8,7 мм меньше нормы, в июне на 26,7 мм, при среднесуточной температуре выше нормы на 1,3 и 2,4 °С соответственно. В 2022 г. условия в период вегетации ярового ячменя характеризовались значительным количеством осадков в период выхода в трубку-цветение и сопровождались пониженными температурами в период всходы-кущение, кущение-выход в трубку. Выпавшие осадки в июле (42,4 мм выше нормы) оказали благоприятное воздействие на налив зерна и продуктивность колоса. Среднесуточная температура за май на 0,7 °С, июне на 4,0 °С выше нормы. С целью изучения влияния погодных условий было рассчитано корреляционное отношение между гидротермическими показателями. Исходя из таблицы 3 коэффициент корреляции по годам исследований колебался в пределах 0,53-0,93.
Таблица 3 - Корреляционное отношение (r) между гидротермическими показателями по месяцам в годы исследования
Месяц | Коррелирующие признаки | ||
Сумма осадков, мм | Сумма эффективных температур, С. | ГТК | |
2020 год | |||
Май | 11,1 | 465 | 0,23 |
Июнь | 36,2 | 746 | 0,48 |
Июль | 35,4 | 827 | 0,42 |
Август | 49,0 | 674 | 0,72 |
Коэффициент корреляции | - | 0,702 | 0,955 |
2021год | |||
Май | 10,3 | 450 | 0,22 |
Июнь | 10,3 | 798 | 0,12 |
Июль | 31,2 | 846 | 0,36 |
Август | 30,5 | 726 | 0,42 |
Коэффициент корреляции | - | 0,534 | 0,931 |
2022 год | |||
Май | 18,8 | 367 | 0,51 |
Июнь | 33,6 | 782 | 0,43 |
Июль | 88,4 | 895 | 0,98 |
Август | 39,3 | 616 | 0,65 |
Коэффициент корреляции | - | 0,805 | 0,932 |
Температурный режим в годы исследований также значительно различался в период вегетации ячменя, сумма эффективных температур изменялась от 2660 до 2820 °С. Сумма осадков с мая по август месяц колеблется от 82,3 до 180,1 мм. Проведенный корреляционный анализ показал наличие сильной положительной связи между гидротермическими показателями. Стоит отметить, что июнь 2021 года характеризуется как недостаточно увлажненным, однако осадки в июле позволили получить высокие урожаи. В результате проведенного корреляционного анализа зависимости урожайности от гидротермических показателей 2020-2022 гг. свидетельствуют, что наибольшее влияние на урожайность ячменя оказывает температурный режим (см. табл.4).
Таблица 4 - Корреляционное отношение (r) урожайности сортообразцов ярового ячменя и гидротермическими показателями
Годы | Урожайность, т/га | Коррелирующие признаки | ||
Сумма осадков, мм | Сумма эффективных температур, С | ГТК | ||
2020 г. | 2,3 | 131,7 | 2720 | 0,46 |
2021 г. | 2,9 | 82,3 | 2820 | 0,28 |
2022 г. | 3,1 | 180,1 | 2660 | 0,63 |
Коэффициент корреляции | 0,234 | -0,043 | 0,224 |
Примечание: 2020-2022 гг
Выявлены отрицательные коэффициенты корреляции между показателями температурного фона и урожайности (r=-0,043). Положительная связь урожайности выявлена с осадками (r=0,234) и гидротермическим коэффициентом (r=0,224).
4. Заключение
В результате проведенных исследований в условиях Центральной Якутии важную роль в формировании урожая ярового ячменя играет гидротермические показатели. Это позволило выявить влияние количества осадков и температуры на урожайность ярового ячменя. Средняя урожайность ячменя в годы исследований колебалась от 2,3 т/га до 3,1 т/га в зависимости от погодных условий. Коэффициент корреляции урожайности со суммой эффективных температур носил отрицательный характер (г=-0,043). Положительная связь урожайности выявлена с осадками и гидротермическим коэффициентом (r=0,234, r=0,224). Полученные данные послужат рекомендацией в исследованиях и представляют практический интерес для селекционной работы в условиях Якутии.