Изучение показателей водного режима как критериев оценки селекционного материала ярового ячменя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изучение показателей водного режима как критериев оценки селекционного материала ярового ячменя

Столпивская Е.В.

Поволжский НИИ селекции и семеноводства

Аннотация

Изучены показатели водного режима селекционного материала ярового ячменя, созданного в ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Проведен анализ корреляционных связей показателей водного режима и урожайности сортов ярового ячменя Рассмотрена возможность использования показателей водного режима для оценки селекционного материала.

Ключевые слова: селекция, яровой ячмень, водный режим, засухоустойчивость

Одной из основных составляющих эффективного сельскохозяйственного производства является стабильность получения растениеводческой продукции. В условиях Среднего Поволжья одним из факторов, ограничивающих урожайность сельскохозяйственных культур, являются климатические условия.

Климат Среднего Поволжья, с неравномерностью выпадения осадков за вегетацию яровых культур, часто повторяющимися засухами и наличием лет с избыточным увлажнением в течение вегетационного периода, диктует необходимость создания сортов, продуктивных в контрастных условиях: и засушливых, и благоприятных по влагообеспеченности.

Способность растений реализовывать потенциал урожайности в условиях недостатка влаги и высоких температур определяется комплексом биохимических, физиологических и морфологических признаков и свойств. Показатели, используемые для оценки водного режима растения: общая оводнённость, водоудерживающая способность, подвижная вода. Эти показатели могут использоваться для оценки состояния растения, т.е. дают возможность оценить эффективность и хозяйственную полезность реализации различных защитных механизмов растения.

Задачи исследований

В задачи исследований входило: изучить показатели продуктивности и водного режима сортов и селекционных линий ярового ячменя, проанализировать возможность использования показателей водного режима для оценки селекционного материала при создании высокопродуктивных засухоустойчивых сортов ярового ячменя.

Материалы и методы исследований

Материалом исследований являлись сорта и селекционные линии ярового ячменя конкурсного сортоиспытания (в статье приведены результаты исследований на сортах ярового ячменя селекции ФГБНУ «Поволжский НИИСС»: Волгарь, Поволжский 65, Агат, Казак, Поволжский 22), сортообразцы ярового ячменя из коллекции ВИР им. Н.И.Вавилова.

Полевые исследования выполнялись в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [1], методикой полевого опыта [2], определение показателей водного режима проводилось с использованием методики диагностики устойчивости растений [3, 4]

Математическая обработка полученных данных проводилась с использованием программ «DataPilot» и «Microsoft Office Excel».

урожайность ячмень водный режим

Условия исследований

Исследования выполнялись в 2009-2017 гг. Полевые опыты проводились на опытных полях ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Погодные условия вегетационных периодов за ряд лет, рассматриваемых в статье, можно охарактеризовать как умеренно засушливые - ГТК? 0,5 (2009, 2012, 2013, 2014), острозасушливый 2010 год - ГТК= 0,17, благоприятный по влагообеспеченности 2017 год - ГТК= 0,82 (рис. 1).

Такая контрастность погодных условий лет исследований дала возможность оценить адаптационные возможности сортов ярового ячменя конкурсного сортоиспытания.

Рис. 1. Гидротермические коэффициенты вегетационных периодов лет исследований (по Г.Т. Селянинову)

Результаты исследований

Общая оводнённость растений является показателем обеспеченности растения водой, необходимой для протекания биохимических реакций (т.е. для жизнедеятельности) [5]. В жёстко засушливых условиях 2010 г. сорта Волгарь и Агат имели значения общей оводнённости выше среднего по вариантам (табл. 1).

Таблица 1. Общая оводнённость сортов конкурсного сортоиспытания ярового ячменя (ФГБНУ «Поволжский НИИСС»), %

* - значение, достоверно превышающее среднее значение по всем изучаемым вариантам

В целом за все годы исследований сорта Поволжский 65 и Поволжский 22 отличались стабильно высоким содержанием воды в тканях листа.

Водоудерживающая способность является показателем способности растения противостоять засухе, экономно расходовать влагу [6]. В жёстко засушливых условиях 2010 г. только сорт Агат имел значения водоудерживающей способности выше среднего по вариантам (табл. 2).

Таблица 2. Водоудерживающая способность сортов конкурсного сортоиспытания ярового ячменя (ФГБНУ «Поволжский НИИСС»), %

* - значение, достоверно превышающее среднее значение по всем изучаемым вариантам

За все годы исследований высокой водоудерживающей способностью отличался сорт Поволжский 22.

Основываясь на полученных данных, можно сделать вывод, что в составляющей засухоустойчивости сортов Агат, Поволжский 22 ведущее значение имеют механизмы водоудержания.

Чтобы подтвердить наше предположение, что сорта, созданные для условий недостаточного увлажнения, отличаются по показателям водного режима от сортов, созданных для благополучных по влагообеспеченности условий, нами были изучены два набора сортов различного происхождения, условно названные: «засухоустойчивые и жаростойкие» и «не отличающиеся засухоустойчивостью» (табл. 3).

Сравнение средних значений выборок показало, что вероятность различий между группами сортов по оводнённости составляет 91%, среднее значение ВУС в группе «засухоустойчивые и жаростойкие» выше среднего значения ВУС в группе «не отличающиеся засухоустойчивостью» с вероятностью 100%.

Часто показатели хозяйственно-полезных признаков, качественные показатели имеют отрицательную корреляцию с продуктивностью [7]. Нами был проведён анализ взаимосвязи показателей водного режима и урожайности ярового ячменя за годы исследований. Были установлены достоверные взаимосвязи общей оводнённости и водоудерживающей способности (r = 0,519, значимо на 5% уровне); общей оводнённости и урожайности (r = 0,417, значимо на 5% уровне).

Таблица 3. Показатели водного режима в фазу колошение у сортов различного происхождения, 2014 г.

Как отмечалось выше, вегетационный период 2017 года характеризовался благоприятными по влагообеспеченности условиями, что дало нам возможность проанализировать взаимосвязь между показателями водного режима изучаемых сортов в условиях стресса (2009, 2010, 2012, 2013, 2014 гг.) и продуктивностью в благоприятных по влагообеспеченности условиях (2017 г.). Нами не было выявлено достоверной связи ни между общей оводнённостью и продуктивностью в благоприятных по влагообеспеченности условиях (2017 г.) (r = -0,202 … +0,712, при rкрит.05= 0,878), ни между водоудерживающей способностью и продуктивностью в благоприятных по влагообеспеченности условиях (2017 г.) (r = -0,146 … +0,856, при rкрит.05= 0,878).

Таким образом, в период засухи водоудерживающая способность листьев определяет продуктивность сорта, но в то же время не сказывается значительно на его потенциальных возможностях.

Выводы

1. При создании сортов для засушливых условий целесообразно использовать показатели водного режима в комплексе критериев для оценки селекционных образцов.

2. Повышение засухоустойчивости без снижения потенциальной продуктивности сорта возможно за счёт дальнейшего повышения водоудерживающей способности в селекционных программах на засухоустойчивость и потенциальную продуктивность.

3. В качестве генетического источника высокой общей оводнённости мы рекомендуем использовать сорт Поволжский 65.

4. В качестве генетических источников высокой водоудерживающей способности тканей листа при жёстком стрессе мы рекомендуем использовать сорта: Агат, Поволжский 22.

Список использованных источников

1. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры). - М. - 1989. - 194 с.

2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 3-е изд. - М.: Колос. - 1973. - 336 с.

3. Методика диагностики устойчивости растений (засухо-, жаро-, соле- и морозоустойчивости) / Сост.: Удовенко Г.В., Олейникова Т.В., Кожушко Н.Н., Барашкова Э.А. и др. - Л.: ВИР. - 1970. - 74 с.

4. Методические указания. Определение засухоустойчивости зерновых культур по изменению параметров водного режима (водоудерживающая способность, водопоглощающая способность, водный дефицит) / Сост.: Кожушко Н.Н. - Л.: ВИР. - 1982. - 12 с.

5. Курьянович А.А., Тоибова А.А. Динамика показателей водного режима при формировании урожая маша (Vigna radiate(L.) R. Wilczek) // Роль современной селекции и агротехники в мерах борьбы с засухой: материалы Международной научно- практической конференции, посвящённой 140-летию со дня рождения академика ВАСХНИЛ П.Н. Константинова (11-13 июля 2017 г., г.о. Кинель Самарская обл.). - Казань: Бук. - 2017. - С. 53-57.

6. Кожушко Н.Н. Изучение засухоустойчивости мирового генофонда яровой пшеницы для селекционных целей: методические указания. - Ленинград. - 1991. - 90 с.

7. Дёмина Е.А., Кинчаров А.И. Зависимость урожайности сортов яровой пшеницы от основных элементов продуктивности растений и качества зерна Успехи современной науки и образования. - 2016, №10 (том 5). - С. 20-23.

Размещено на Allbest.ur