ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ СОРТОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
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: Вiтkа (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: Вiтkа (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
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 GMP 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, r = 0,5250 и средняя урожайность, r = 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: Вiтkа (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 Не указан. | Conflict of Interest None declared. |
Список литературы / References
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Адаптивные особенности селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений: пособие / О. С. Корзун, А. С. Бруйло. − Гродно: ГГАУ, 2011. С.76-77.
- 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.
- 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
- 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. – 3 (40). – P. 57-64. [in Russian]
- 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]
- 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. – 1 (17). – P. 14-17. [in Russian]
- 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]
- 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). – 62-70. [in Russian]
- 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. – 3. – T. 18. – P. 548. [in Russian]
- 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]
- Adaptive features of selection and seed farming of agricultural plants: grant / O. S. Korzun, A. S. Bruylo. − Grodno: GGAU, 2011. – 76-77. [in Russian]
- 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. – 12. – P. 5-7. [Iin Russian]
- 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]