DROUGHT-RESISTANCE OF VARIETIES OF SPRING SOFT WHEAT

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

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. – 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. – 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). – 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. – 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. – 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. – 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]