Оценка пластичности и стабильности сортов яровой мягкой пшеницы в условиях юго-востока Воронежской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева

Россия, Воронежская область

Оценка пластичности и стабильности сортов яровой мягкой пшеницы в условиях юго-востока Воронежской области

Малокостова Екатерина Ивановна

Увеличение потенциала урожайности всегда было и остается фундаментально важным в селекционных программах. Отбор селекционного материала только на высокую продуктивность снижает потенциальную урожайность сортов под влиянием жестких агроклиматических условий [1;11; 8].

Использование адаптивных сортов в органическом земледелии имеет преимущество [6]. Высокая урожайность не всегда имеет первостепенное значение [3], необходима её стабильность при изменяющихся факторах внешней среды [7;10]. Создание новых сортов с высокими адаптивными свойствами позволит значительно увеличить урожайность зерновых культур. Только высокая адаптивность сорта (обусловленная гомеостатичностью его генотипа) может обеспечить стабильность урожая в различных экологических условиях [5].

Оценка сортов по экологической пластичности представляет интерес для селекции при их районировании. В качестве негативных факторов, снижающих продуктивность сельскохозяйственных культур, чаще всего выступают почвенно-климатические условия. Эта проблема особенно актуальна в районах с резким проявлением неблагоприятных для растений элементов климата. Поэтому изучение сорта в конкретных зональных условиях по его продуктивности, приспособляемости к почвенно-климатическим условиям, остается важной задачей. Бесспорно, что среди набора сортов наиболее ценными для производителя будут те, которые имеют более высокий средний уровень урожайности и качества зерна и в то же время меньший размах колебаний признаков в меняющихся условиях выращивания, то есть будут более пластичными [2]. Сорта яровой пшеницы могут в большей степени реализовать свой потенциал, когда они созданы в конкретных почвенно-климатических условиях [12].

Цель исследований заключается в проведении оценки адаптивных свойств районированных сортов яровой мягкой пшеницы в условиях юго-востока Воронежской области.

Материал, методика и условия. В ЦЧЗ, несмотря на интенсификацию производства, колебания урожайности зерновых культур по годам в значительной степени определяются ресурсами влаги и тепла в регионе. Воронежская область расположена на юго-востоке Центрально-Черноземного региона, характеризующегося крайне неустойчивым и недостаточным увлажнением по годам и в течение вегетационного периода яровой пшеницы. Материалом для исследований в полевых условиях послужили среднеспелые сорта мягкой пшеницы возделываемых и перспективных в ЦЧЗ. Из них 6 сортов (Воронежская 12, Воронежская 14, Крестьянка, Черноземноуральская 2, Воронежская 18, Воронежская 20) созданы в НИИСХ ЦЧП им В.В. Докучаева в разное время проведения селекционной работы. Последний проходит государственное сортоиспытание. Сорта Прохоровка и Фаворит - селекции НИИСХ Юго-Востока. Длительность опыта 5 лет с 2013 по 2017 гг. Расчет показателей пластичности и стабильности сортов проводили по методике Eberhart S.A., Russel W.A. [13] в изложении В.З. Пакудина и Л.М. Лопатиной [9]. Математическая обработка данных проведена по Б.А. Доспехову [4].

Каменная Степь, в силу своего географического положения на территории которой находится НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, часто оказывается в эпицентрах больших и малых засух, которые происходят на европейской части России. Для начала весны характерно резкое нарастание температуры воздуха. Метеорологические условия вегетационного периода в годы исследований (2013-2017) имели значительные различия по тепло- и влагообеспеченности в вегетативно-генеративный период развития пшеницы, что является характерным для данного региона. Так, 2013 г. был засушливым, неблагоприятным для яровой пшеницы, индекс условий среды (Ij) = -1,26. Погодные условия 2014 г. были более благоприятными для яровой пшеницы, чем 2013 год, хотя осадков за период со II декады апреля по I декаду июня выпало 43,1 мм, что ниже среднемноголетней на 50%, Ij = 0,35. В 2015 году в период вегетации погодные условия отличались резкой контрастностью. В начале вегетации погодные условия были дождливыми, обилие тепла и влаги способствовали интенсивному нарастанию вегетативной массы, а в период налива зерна (от молочно-восковой до полной спелости) наблюдалась засуха, Ij = 0,16. 2016 год отличался продолжительными засушливыми условиями в первой половине вегетации, Ij = -0,11. 2017 год был относительно благоприятным для яровой пшеницы, Ij = 0,86. Разнообразные погодные условия позволили получить наиболее полную оценку по реакции сортов на изменение внешних факторов среды.

Результаты исследований и их обсуждение. Урожайность -- основной показатель хозяйственной ценности сорта, поэтому улучшение её параметров является приоритетным направлением большинства селекционных программ. Расчет индексов условий среды показал, что наиболее благоприятным из пяти лет для яровой пшеницы был один год (2017).

Полученные результаты свидетельствуют о сложности климатических условий региона для получения стабильно высоких урожаев яровой пшеницы.

В таблице 1 представлены данные по изучению урожайности, пластичности и стабильности у сортов яровой мягкой пшеницы.

Таблица 1. Урожайность и индекс условий среды, пластичность и стабильность сортов яровой мягкой пшеницы

В 2013 году урожайность в опыте была самой низкой и варьировала по сортам от 1,84 т/га (Прохоровка) до 2,29 т/га (Воронежская 20), а в наиболее благоприятных условиях (2017 год) - от 3,41 т/га (Фаворит) до 4,72 т/га (Черноземноуральская 2). Высокая изменчивость урожайности отмечена у сорта Черноземноуральская 2 (разница между min и max, 2,64 т/га), а наиболее низкая - у сортов Воронежской 20 и Фаворит (2,02 т/га). Коэффициент линейной регрессии урожайности сортов biпоказывает реакцию сортов на изменение условий выращивания. По результатам наших исследований сорта селекции НИИСХ ЦЧП имели bi близкий к единице, он варьировал от 0,90 до 1,23. Из этого следует, что показатели урожайности сортов, созданных в НИИСХ ЦЧП, характеризуются в местных природно-климатических условиях высокой экологической пластичностью. Анализ адаптивных свойств изучаемого набора сортов показал, что к генотипам с широкой экологической пластичностью относятся: Воронежская 14 (bi=1,12) Крестьянка (bi=1,05), Черноземноуральская 2 (bi=1,23), Воронежская 18 (bi=1,05), то есть имеют значение bi> 1. Таким образом, они наиболее отзывчивы на улучшения условий среды, чем другие сорта и требовательны к высокому уровню агротехники, так называемые сорта интенсивного типа. Остальные испытуемые сорта имели значение bi< 1, что свидетельствует о слабой реакции на изменения условий среды. Такие сорта лучше использовать на экстенсивном фоне, где они могут дать максимальную урожайность. При этом не исключена ситуация сочетания высокой средней урожайности с коэффициентом регрессии. С этих позиций сорта Воронежская 14 и Черноземноуральская 2 являются экологически пластичными генотипами с повышенной отзывчивостью на улучшение условий выращивания (bi=1,12 и 1,23). Это свидетельствует о целесообразности использования данных генотипов в селекции на повышение адаптивного потенциала и создания агроэкологически пластичных сортов. Для определения стабильности сортов рассчитали среднее квадратичное отклонение от линий регрессии (S_i²). Лучшими показателями стабильности характеризуются сорта Воронежская 14 (S_i²=0,01), Черноземноуральская 2 (S_i²=0,02),Воронежская 18 (S_i²=0,04), Воронежская 20 (S_i²=0,05) и Прохоровка (S_i²=0,05). Воронежская 14 и Черноземноуральская 2 - высокопластичные и высокостабильные. Нулевое или близкое к нулю значение коэффициента регрессии показывает, что сорт не реагирует на изменение среды. В данном случае показатели урожайности сортов Воронежская 20 и Прохоровка наименее реагируют на изменение условий внешней среды, т.к. у них пластичность 0,91 и 0,88 , а стабильность 0,09 и 0,05 - соответственно.

В результате комплексной оценки исходного набора сортов, по параметрам экологической пластичности выделены перспективные формы яровой мягкой пшеницы с различными экологическими характеристиками, с высокой отзывчивостью к условиям среды (bi =1,23; 1,12; 1,05). Это сорта селекции ФГБНУ «НИИСХ ЦЧП»: Черноземноуральская 2, Воронежская 14, Воронежская 12 и Крестьянка. Лучшими показателями стабильности характеризуются сорта Воронежская 14(S_i²=0,01), Черноземноуральская 2 (S_i²=0,02), Воронежская 18 (S_i²=0,04), Воронежская 20 (S_i²=0,05) и Прохоровка (S_i²=0,05). Воронежская 14 и Черноземноуральская2 - высокопластичные и высокостабильные, которые следует активно использовать как источники в селекции на повышение адаптивного потенциала и создания агроэкологически пластичных сортов.

Список использованной литературы

сорт яровой пшеница

1. Андреева З.В. О реализации потенциала 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.

2. Вавилов Н.И. Избранные труды / Н.И. Вавилов. - М.: Колос, 1966. - С. 270.

3. Гончаров П.Л. Слагаемые успеха селекции растений/ П.Л. Гончаров // Актуальные задачи селекции и семеноводства сельскохозяйственных растений на современном этапе: Докл. и сообщ. IX генетико-селекц. школы. - Новосибирск, 2005. - С. 3-13.

4. Доспехов Б.А. Методика полевого дела/ Б.А. Доспехов. - М.: Колос, 1979. - 336 с.

5. 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.

6. Жученко А.А. Возможности создания сортов и гибридов растений с учетом изменения климата / А.А. Жученко // Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата. - Саратов: Сателлит, 2004. - С. 10-16.

7. Зыкин В.А. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к отрицательным абиотическим факторам в условиях Западной Сибири // В.А. Зыкин, В.В. Мешков // Селекция засухоустойчивых, среднеспелых и скороспелых зерновых культур. - Новосибирск. - 1982. - С. 3-14.

8. Новый подход к оценке экологической пластичности сортов растений / В.Г. Потанин, А.Ф. Алейников, П.И. Степочкин // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2014. - № 3. - Т. 18. - С. 548.

9. Пакудин В.З. Оценка экологической пластичности и стабильности сельскохозяйственных культур / В.З. Пакудин, Л.М. Лопатина //Сельскохозяйственная биология. - 1984. - № 4. - С. 109-113.

10. Риклефс Р. Основы общей экологии/ Р. Риклефс. - М.: 1979. - С. 128.

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.

12. Смалько А.А. Экологические характеристики сорта и их практическое использование /А.А. Смалько // Науч.-техн. бюл. Всесоюз. селекц.-генет. ин-та. - Одесса, 1983. - Вып. 1 (47). - С. 66-68.

13. Eberhart S.A. Stability parameters for comparing varieties/ S.A. Eberhart, W.A. Russell // Crop Science. -- 1966. -- Vol. 6. -- P. 36-40.

Размещено на Allbest.ru