CC BY
71
УДК 633.111:631.527:631.559:631.524.85:571.15
В.С. Валекжанин, Н.И. Коробейников
АДАПТИВНОСТЬ СОРТОВ И ЛИНИИ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО УРОЖАЙНОСТИ И ЭЛЕМЕНТАМ ЕЁ СТРУКТУРЫ В УСЛОВИЯХ ПРИОБСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
Ключевые слова: пшеница, сорт, линия, селекция, урожайность, агрофон, реакция, пластичность, отзывчивость, стрессо-устойчивость.
Введение
Яровая мягкая пшеница является наиболее распространённой культурой в Алтайском крае, где под неё ежегодно отводится около 2,5 млн га, или 68-70% от общего посева зерновых культур. Однако её возделывание в регионе сопряжено с определёнными трудностями, которые во многом обусловлены своеобразными почвенноклиматическими условиями и, прежде всего, неравномерным распределением осадков в течение вегетационного периода при достаточно широком диапазоне запасов весенней почвенной влаги. Нестабильность погодных условий, а также недостаточная сбалансированность адаптивных возможностей используемых сортов приводит к резким колебаниям урожайности пшеницы в ряду лет как по отдельным зонам, так и в среднем по краю [1]. Отрицательное действие неблагоприятных абиотических факторов среды может быть существенно снижено в результате расширения морфобиотипного разнообразия сортов пшеницы и повышения их адаптивного потенциала [2, 4-6]. Вместе с тем выраженная почвенно-климатическая зональность региона свидетельствует о целесообразности создания агроэкологически специализированных сортов с генетически детерминированными специфическими
свойствами (засухо- и жаростойкость, отзывчивость на благоприятный агрофон и устойчивость к полеганию). Для успешного решения указанных селекционных задач в первую очередь необходимо располагать объективными сведениями о характере реакций исходных генотипов на динамику параметров внешних условий.
Цель исследований — оценка адаптивных свойств как районированных, так и перспективных сортов и линий яровой мягкой пшеницы по урожайности и элементам её структуры в условиях Приобской лесостепи Алтайского края.
Задачи исследований:
- провести сравнительный анализ элементов структуры урожая исходного набора сортов и линий по параметрам экологической пластичности;
- выделить перспективные формы с высокими показателями пластичности и стабильности для дальнейшего их использования в селекции на адаптивность.
Объекты и методы исследований
Для эффективного селекционного процесса на повышение адаптивного потенциала пшеницы необходим хорошо изученный по параметрам экологической пластичности и стабильности исходный материал. С этой целью нами испытан 41 сортообразец яровой мягкой пшеницы отечественной и зарубежной селекции. Опыт закладывался по трём предшественникам (пар, зернобобовые, зерновые) в 2004-2006 гг. на делянках 10 м2 в 4-кратной повторности.
Параметры экологической пластичности рассчитаны по методике S.A. Eberhart and W.A. Russell, а также С.П. Мартынова с использованием пакета программ статистического и биометрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции AGROS, версия — 2.09 [7]. По методике Л.А. Жи-воткова с соавторами рассчитана общая и специфическая адаптивная способность сортов и линий пшеницы [8].
Метеорологические условия в годы проведения опыта сложились весьма своеобразно и отличались от среднемноголетних значений. Так, за вегетационный период
2004 г. выпало 204,6 мм осадков, что на 18,4 мм меньше среднемноголетней нормы, в 2005 г. — 236,3 мм осадков, или 106%, а в 2006 г. — 208,1 мм, или 93,3% к норме. В целом метеорологические условия 2004-2006 гг. можно охарактеризовать как благоприятные для роста и развития яровой мягкой пшеницы.
Результаты исследований
Урожайность — основной показатель хозяйственной ценности сорта, поэтому улучшение её параметров является приоритетным направлением большинства селекционных программ. В среднем за три года исследований в каждой группе спелости выделены наиболее урожайные сорта и линии пшеницы, представленные в таблице 1.
Анализ адаптивных свойств изучаемого набора сортов и линий различными методическими подходами показал, что к генотипам с широкой экологической пластичностью относятся: среднеранние — Лютес-
ценс 618, Лютесценс 496, Алтайская 99
Памяти Азиева; среднеспелые — Алтайская 530, Дуэт, Алтайская степная; среднепоздние — Апасовка, Алтайская 105 и Омская 28. Одними из наиболее важных оснований для такой агроэкологической классификации являются коэффициенты регрессии урожаев этих генотипов на индексы условий среды, равные или близкие к единице и максимальные показатели адаптивности, а также достоверно более высокие прибавки урожайности в контрастных условиях выращивания. При этом не исключена ситуация сочетания высокой средней урожайности с коэффициентом регрессии существенно выше единицы. С этих позиций селекционная линия Лютесценс 496, а также сорта Апасовка и Омская 28 являются экологически пластичными генотипами с повышенной отзывчивостью на улучшение условий выращивания (Ь=1,13-1,18) (табл. 1). Это свидетельствует о целесообразности использования данных генотипов в селекции на повышение адаптивного потенциала и создания агроэкологически пластичных сортов.
Таблица 1
Урожайность и показатели экологической пластичности сортов и линий яровой мягкой пшеницы (в среднем за 2004-2006 гг.)
Сорта, линии Урожайность, т/га Пластичность S.A. Eberhart и W.A. Rus-зєіі (Ь^ Адаптивность С.П. Мартынова (Н,) Стабильность Л.А. Животкова с соавторами, %
благоприятные условия жесткие условия
Среднеранние сорта и линии
Алтайская 98, ст. 2,41 0,99 -1,7 96,2 96,5
Лютесценс 618 2,75 1,06* 8,9 110,7 111,0
Лютесценс 496 2,71 1,18* 6,1 114,8 110,4
Алтайская 99 2,63 1,09* 4,6 105,7 107,5
Памяти Азиева 2,62 1,08* 3,9 107,2 112,1
Среднее 2,47 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 0,14 - - 5,7 3,4
Среднеспелые сорта и линии
Алтайская 100, ст. 2,84 0,98 -1,0 99,7 97,5
Алтайская 530 3,14 1,02 8,7 105,7 114,1
т О 3,14 0,99 9,4 106,5 118,2
Алтайская степная 3,06 1,00 7,1 104,0 108,1
Омская 35 3,04 1,13* 4,9 106,2 101,0
Омская 30 3,02 1,13* 4,9 107,6 101,5
к 54975 2,92 1,22* 1,4 108,9 95,4
Алтайская 103 2,92 0,93* 2,3 98,6 116,7
Среднее 2,86 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 0,10 - - 2,8 3,0
Среднепоздние сорта и линии
Алтайский простор, ст. 2,77 0,86* -11,1 87,3 85,6
Апасовка 3,56 1,17* 11,1 113,4 115,3
Алтайская 105 3,48 1,06 7,4 108,6 110,0
Омская 28 3,47 1,13* 7,0 112,7 106,5
Сибирская 99 3,27 0,93* 3,8 99,8 107,4
Омская 24 3,25 1,09* 0,6 106,5 96,5
Среднее 3,16 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 0,12 - - 2,3 4,4
* Достоверные отклонения от линии единичного наклона при Р = 0,95.
Сорта Омская 35, Омская 30, к 54975 и Омская 24 также проявляют повышенную реакцию на смену условий выращивания. В благоприятных условиях они формируют урожайность на уровне лучших сортов, с прибавками от +6,2 до +8,9% к средней по генотипам, но в жестких условиях снижают её до уровня среднегенотипического значения в соответствующей группе спелости. Специфика выраженности реакции этих сортов на благоприятные условия отражается коэффициентами регрессии достоверно большие единицы (Ь=1,09-1,22). Эти генотипы целесообразно использовать в качестве исходного материала в селекции новых отзывчивых сортов интенсивного экотипа.
К числу генотипов, наиболее устойчивых к лимитированным средам по запасам продуктивной влаги и элементов минерального питания в почве, относятся сорта Алтайская 103 и Сибирская 99. Регрессия урожайности этих сортообразцов на индексы условий среды достоверно меньше единицы (Ь=0,93) при более высокой относительной продуктивности в лимитированных условиях: +16,7 и +7,4% соответственно к средней по сортам. В связи с этим Алтайскую 103 и Сибирскую 99 целесообразно использовать в селекции сортов степного экотипа.
Масса зерна главного колоса является важным элементом структуры урожая и наряду с густотой продуктивного стеблестоя, определяет урожайность сортов пше-
ницы с единицы площади. Учитывая меньшую модификационную изменчивость продуктивности колоса в сравнении с густотой стеблестоя, этот признак является по существу основным объектом отбора в селекции на урожайность [1, 3].
В таблице 2 представлены сорта, достоверно превысившие по продуктивности колоса средние по соответствующей группе спелости значения признака. В результате комплексной оценки адаптивных реакций изучаемых сортов и линий по выраженности массы зерна главного колоса выявлено, что сорта Алтайская 99, Памяти Азиева, Алтайская 98, Икар, Алтайская 325, Алтайская 530, Омская 24 и Апасовка характеризуются повышенной экологической пластичностью. Широкая норма реакции указанных сортов и линий обусловлена достоверными относительными прибавками массы зерна колоса в контрастных условиях выращивания (от +5,9 до +23,8%), а также высокими показателями адаптивности (Н=3,0-18,9) и коэффициентами регрессии для некоторых сортов (Алтайская 98, Памяти Азиева), равными или близкими единице. Необходимо отметить, что генотипы Алтайская 99, Икар, Алтайская 325, Алтайская 530, Омская 24 и Апасовка проявляют повышенную отзывчивость на улучшение агроэкологических условий с регрессией признака значительно больше единице (Ь,= 1,28-1,39).
Таблица 2
Масса зерна колоса и показатели экологической пластичности сортов и линий яровой мягкой пшеницы (в среднем за 2004-2006 гг.)
Сорта, линии Масса зерна колоса, г Пластичность S.A. ЕЬеЖагї и W.A. Russell (ь,) Адаптивность С.П. Мартынова (н,) Стабильность Л.А. Животкова с соавторами, %
благоприятные условия жесткие условия
Среднеранние сорта и линии
Алтайская 99 0,92 1,44* 9,2 113,3 105,9
Памяти Азиева 0,90 0,94 8,1 110,0 116,2
Алтайская 98 0,85 1,06 3,0 108,9 105,9
Среднее 0,81 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 для средней 0,02 - - 4,4 4,6
Среднеспелые сорта и линии
Икар 1,00 1,37* 11,1 114,1 110,7
Алтайская 325 0,97 1,14 8,5 107,1 109,3
Алтайская 103 0,96 0,75* 8,2 105,0 113,3
Алтайская 530 0,95 1,29 6,2 108,1 105,3
Омская 30 0,94 1,20* 5,6 110,0 101,3
Омская 35 0,93 1,49* 3,4 112,1 98,7
Среднее 0,88 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 для средней 0,02 - - 3,9 4,1
Среднепоздние сорта и линии
Омская 24 1,21 1,39* 18,9 123,8 112,9
Апасовка 1,08 1,28 8,5 109,5 108,1
Алтайская 105 1,01 0,65* 2,7 100,0 108,1
Среднее 0,97 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 0,02 - - 3,6 4,8
* Достоверные отклонения от линии единичного наклона при Р = 0,95.
Сорта Омская 30 и Омская 35 также относятся к формам с положительной реакцией на улучшение условий выращивания. На высоких уровнях агрофона эти сорта по массе зерна колоса превышают среднюю по группе спелости на +10,0 и +12,1%, а в лимитированных условиях формируют признак равный (+1,3%) или ниже среднегенотипического значения (-1,3%). Эти особенности реагирования генотипов на различные агроэкологические условия проявляются в регрессиях признака статистически больших единице (Ь=1,20-1,49).
Стрессоустойчивыми сортами по продуктивности колоса являются Алтайская 103 и Алтайская 105. Слабая реакция этих сортов на смену условий выращивания описывается коэффициентами регрессии существенно меньше единице (Ь=0,65-0,75), а также достоверно более высокими относительными прибавками признака на низкоурожайных агроэкологических фонах (от +8,1 до + 13,3%).
Масса 1000 зерен относится к числу наиболее важных и фенотипически слабо варьирующих признаков. В среднем за годы исследований наиболее высокой крупностью зерновки в своей группе спелости отличались сортообразцы: Алтайская 103, Алтайская 105, Омская 24, Апасовка, Алтайская степная, Алтайская 325, Алтайская 99, Лютесценс 618 и Новосибирская 29 (табл. 3).
Широкая приспособленность по массе 1000 зерен отмечена у генотипов: Алтайская 99, Лютесценс 618, Алтайская 103, Алтайская степная, Алтайская 325 и Алтай-
ская 105. Количественными показателями агроэкологической классификации этих сор-тообразцов к спектру изученных условий являются: достоверные относительные
прибавки признака в контрастных по продуктивности агрофонах (от +5,9 до + 15,3%), высокие показатели адаптивности (Н=7,8-18,7), а также коэффициенты регрессии, для ряда сортов (Алтайская 99, Алтайская 325, Алтайская 105) равные или близкие единице. При этом Лютесценс 618 и Алтайская 103 по коэффициенту регрессии признака проявляют повышенную отзывчивость на улучшение агроэкологических условий (Ь=1,20-1,27), а Алтайская степная
— хорошую устойчивость признака на лимитированных средах (Ь=0,70).
Сорта Новосибирская 29 и Омская 24 относятся к формам с повышенной отзывчивостью на улучшение условий выращивания. Указанные сорта в благоприятных условиях достоверно превышают среднегенотипические значения на +8,9 и +9,7%, а также имеют коэффициенты регрессии достоверно большие единице (Ь=1,44-1,52).
Сорт Апасовка характеризуется как форма с повышенной устойчивостью признака к неблагоприятным агроэкологиче-ским условиям. Стабильная реакция этого генотипа на смену условий выращивания описывается коэффициентом регрессии статистически меньше единице (Ь=0,54) и достоверно более высокой относительной прибавкой признака в жестких условиях выращивания (+7,9%).
Таблица 3
Масса 1000 зерен и показатели экологической пластичности сортов и линий яровой мягкой пшеницы (в среднем за 2004-2006 гг.)
Сорта, линии Масса 1000 зерен, г Пластичность S.A. ЕЬеЖагї и W.A. Russell (ь,) Адаптивность С.П. Мартынова (Н,) Стабильность Л.А. Животкова с соавторами, %
благоприятные условия жесткие условия
Среднеранние сорта и линии
Алтайская 99 40,5 1,05 11,9 109,7 110,9
Лютесценс 618 39,3 1,20* 7,8 108,4 108,6
Новосибирская 29 38,6 1,44* 5,4 108,9 105,6
Среднее 36,5 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 для средней 0,4 - -
Среднеспелые сорта и линии
Алтайская 103 43,6 1,27* 18,7 115,2 115,3
Алтайская степная 41,1 0,70* 10,3 106,1 111,7
Алтайская 325 41,0 0,86 10,0 105,9 108,6
Среднее 37,9 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 для средней 0,3 - -
Среднепоздние сорта и линии
Алтайская 105 43,2 1,16 12,1 110,5 110,8
Омская 24 41,9 1,52* 8,3 109,7 104,7
Апасовка 41,7 0,54* 9,0 102,9 107,9
Среднее 39,1 1,00 - 100,0 100,0
НСР05 0,3 - - 1,7 1,7
* Достоверные отклонения от линии единичного наклона при Р = 0,95.
Заключение
Анализ адаптивных свойств сортов и линий мягкой пшеницы по урожайности и элементам её структуры с помощью различных методических подходов приводит к практически идентичным результатам в плане выделения лучших сортообразцов местной, инорайонной и зарубежной селекций. Высокопродуктивные генотипы мягкой яровой пшеницы по реакции на изменение условий среды приближаются к интенсивным формам, но как и засухоустойчивые сорта, они в меньшей степени снижают продуктивность в лимитированных средах. В результате комплексной оценки исходного набора сортов и линий по параметрам экологической пластичности выделены перспективные формы с различными экологическими характеристиками, которые следует активно использовать в селекционных программах на повышение общей адаптивности пшеницы, а также при создании новых агроэкологически специализированных сортов.
Библиографический список
1. Коробейников Н.И. Результативность селекции яровой мягкой пшеницы на устойчивость к распространённым болезням и урожайность в условиях Алтайского края // Состояние и проблемы сельскохозяйственной науки на Алтае: сб. науч. тр. — Барнаул, 2010. — С. 149-166.
2. Жученко А.А. Экологическая генетика культурных растений как самостоятельная научная дисциплина. Теория и практика. —
Краснодар: Просвещение-Юг, 2010. —
485 с.
3. Зыкин В.А., Мешков В.В. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к отрицательным абиотическим факторам в условиях Западной Сибири // Селекция засухоустойчивых, среднеспелых и скороспелых зерновых культур. — Новосибирск, 1982. — С. 3-14.
4. Зыкин В.А., Белан И.А., Россев В.М. Селекция яровой мягкой пшеницы на адаптивность в условиях Западной Сибири: особенности, результаты и перспективы // Проблемы селекции и семеноводства полевых культур в Западной Сибири и Казахстане. — Барнаул, 2001. — С. 23-31.
5. Смалько А.А. Экологические характе-
ристики сорта и их практическое использование // Науч.-техн. бюл. Всесоюз. се-лекц.-генет. ин-та. — Одесса, 1983. —
Вып. 1 (47). — С. 66-68.
6. Сапега В.А. Оценка параметров среды в пунктах сортоиспытания и адаптивной способности сортов яровой пшеницы в условиях Северного Зауралья // С.-х. биология. — 2008. — № 1. — С. 55-59.
7. Пакет программ статистического и биометрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции AGROS, версия 2.08.
— Тверь, 1999.
8. Животков Л.А., Морозова З.А., Сека-туева Л.И. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю «урожайность» // Селекция и семеноводство. — 1994. — № 1. — С. 3-6.
УДК 631.5:633.16 (470.54/.56 + 470.58) В.А. Бидянов
ГЛУБИНА ПОСЕВА СЕМЯН КАК ЗВЕНО СОРТОВОЙ АГРОТЕХНИКИ ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ ГОЛОЗЕРНОГО ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАУРАЛЬЯ
Ключевые слова: ячмень голозерный, глубина посева семян, ранневесенний посев, полевая всхожесть семян, сохранность растений, стерильность цветков, зерновая продуктивность.
Введение
Агротехника культуры ячменя достаточно полно разработана для каждой почвенноклиматической зоны, она непосредственно связана с биологией этой культуры. Но кроме общих биологических особенностей существуют и специфические требования сортов к условиям произрастания [1].
Развитие селекции приводит к тому, что в каждой почвенно-климатической зоне появляются сорта и гибриды, которые могут изменять сложившиеся здесь представления о возделывании культуры. К примеру, это ультраранние гибриды кукурузы, усатые сорта гороха, новые гибриды подсолнечника. Достаточно новым в селекции ячменя является выведение голозерных сортов, которые постепенно входят в практику сельскохозяйственного производства.
В литературных источниках находим рекомендации по глубине посева семян только для пленчатых сортов ярового ячменя,
