Оценка адаптивной способности и стабильности сортов в селекции яровой пшеницы на Среднем Урале Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 633.115:631.52:581.5

ОЦЕНКА АДАПТИВНОЙ СПОСОБНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ СОРТОВ В СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ НА СРЕДНЕМ УРАЛЕ

A.В.ВОРОБЬЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией

B.А.ВОРОБЬЕВ, кандидат сельскохозяйственных наук, главный научный сотрудник.

Уральский НИИСХ Россельхозакадемии E-mail: Roman___MRA 77 @ mail.ru

Резюме. Применение на этапе конкурсного испытания статистических методов дает более точную информацию для отбора высокопродуктивных и стабильных сортов на конечном этапе селекции пшеницы. В результате их использования выведены сорта Иргина, Ирень, Красноуфимская 90, Красноуфимская 100, Горноуральская.

Ключевые слова: сорт, общая адаптивная способность, специфическая адаптивная способность, стабильность, селекционная ценность генотипа.

Важная задача селекции - создание сортов с высокой реализацией потенциальных возможностей в широком спектре почвенно-климатических условий. Исходя из статистических данных, на Среднем Урале (Свердловская область, Пермский край, республика Удмуртия) средняя урожайность яровой пшеницы составляет 1,16...1,61 т/ га [2, 7]. По сравнению с результатами сортоучастков она реализуется на 35.40 %, а потенциал сортов - на 25.30 % [1, 2]. Поскольку урожайность определяется состоянием всей системы «генотип-среда», возникает необходимость комплексного подхода к формированию селекционных программ на повышение потенциала онтогенетической адаптации [3].

Как показала наша практика, оценка параметров адаптивной способности и стабильности сортов на конечном этапе селекционного процесса позволяет с большой точностью выделять лучшие из них для Государственного испытания.

Цель наших исследований - выделение с помощью статистических методов в конкурсном испытании конкурентоспособных, высокоурожайных сортов, адаптированных к почвенно-климатическим условиям Среднего Урала.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в стационарном севообороте на полях Красноуфимского селекционного центра, различающихся по почвенным разностям (серые лесные, темно-серые лесные, черноземы), реакции среды (рН сол 5,7...7,0), гидролитической кислотности (0,36...5,19 мг - экв/100 г почвы), содержанию органического вещества (6,7.11,3 %), легкогидролизуемого азота (86.160 мг/кг), обменного калия (119.185 мг/100 г) и подвижного фосфора (102.410 мг/кг). Почвы характерны для Среднего Урала.

В годы исследований отмечена сильная вариабельность климатических условий периода вегетации (среднесуточная температура воздуха - 13,5. 18,0 °С, сумма температур более 10 °С - 1200.1800 °С, осадки - 90.350 мм, запасы влаги в метровом слое почвы - 65.200 мм, ГТК - 0,70.2,45).

В изучении по методике конкурсного испытания (площадь делянки 20 м2, повторность четырехкратная, норма высева 7 млн всхожих зерен на 1 га) были привлечены сорта различных групп - раннеспелые (Коме-

та, Иргина и Ирень), среднеранние (Среднеуральская, Красноуфимская 90, Тюменская ранняя и Горноуральская), среднеспелые (Стрела, Аркас, Талве, Приокская и Красноуфимская 100). Изучали их в несколько этапов

- 1982-1987 гг., 1985-1988 гг., 1993-1995 гг., 1996-2000 гг., 2001-2006 гг.

Из существующих методов количественной оценки параметров пластичности и стабильности [6,8,9] мы использовали методику А.В.Кильчевского и Л.В.Хотылевой [4,5], основанную на испытании сортов в различных средах, которая позволяет выявить общую (ОАС) и специфическую (САС) адаптивную способность, стабильность ^дО и селекционную ценность генотипов (СЦГ).

Результаты и обсуждение. В восьмидесятые годы XX века возникла необходимость создания нового раннеспелого сорта взамен сорта Комета. По итогам конкурсного испытания в 1982-1987 гг. (см. табл.) мы выделили равный по продолжительности периода вегетации сорт Иргина, урожайность которого по всей совокупности сред была выше, чем у Кометы, на 0,50 т/га, а по сравнению с другими более позднеспелыми (Среднеуральская и Стрела), на 0,17.0,27 т/га (НСР05=0,21 т/га). Из всего набора сортов Иргина обладал самой высокой общей адаптивной способностью (+0,23), был равноценен Комете по относительной стабильности ^дО, уступал ей по специфической адаптивной способности (САС), но превосходил по селекционной ценности генотипа (СЦГ). Сравнительно меньшая специфическая адаптивная способность этого сорта свидетельствует о том, что Иргина в отдельные годы не будет иметь преимущества по урожайности перед Кометой и другими сортами. Несмотря на это, благодаря высоким хлебопекарным качествам (сорт отнесен к категории сильных пшениц), Иргина с 1991 г. включен в Госреестр с правом возделывания в 1,2,3,4 и 11 регионах РФ. Площади его посевов в конце девяностых

- начале двухтысячных годов достигали около 1 млн га, на сегодняшний день они составляют около 200 тыс. га.

В эти же годы возникла необходимость в создании среднераннего сорта экстенсивного типа взамен сорта Среднеуральская, который характеризовался невысокими технологическими качествами зерна. В конкурсном испытании в 1985-1988 гг. был выделен сорт Красноуфимская 90 с такой же продолжительностью вегетационного периода, как у сортов Среднеуральская и Тюменская ранняя.

Преимущество перед всеми испытываемыми сортами по урожайности (на 0,26...0,83 т/га, НСР05=0,26 т/га), ОАС и СЦГ позволило передать его на Государственное испытание и в последующем (с 1993 г.) включить в Госреестр по 4,7 и 12 регионам РФ. По технологическим качествам он относится к ценным пшеницам и превосходит Среднеуральскую, Стрелу и Аркас. В конце девяностых годов Красноуфимскую 90 высевали на площади около 100 тыс.га.

В девяностые годы была поставлена задача создать новый сорт, сочетающий скороспелость, высокую урожайность и технологические качества зерна. В конкурсном испытании в 1993-1995 гг был выделен

Таблица. Урожайность, параметры адаптивной способности и стабильности сортов яровой пшеницы Уральского НИИСХ в разные годы конкурсного испытания

Урожай- Параметры адаптивной

Сорт ность- способности

зерна, и стабильности

т/га ОАС 1 САС 1 Баі 1 СЦГ

Среднее за 1982-1987 гг.

Комета 2,96 -0,27 0,76 25,6 1,48

Иргина 3,46 0,23 0,91 26,2 1,68

Средне-

уральская 3,29 0,06 0,71 21,5 1,91

Стрела 3,19 -0,04 0,91 28,6 1,40

Среднее за 1985-1988 гг.

Комета 2,83 -0,34 0,81 28,5 1,42

Иргина 3,40 0,23 1,04 30,6 1,58

Средне-

уральская Красно- 3,04 -0,13 0,74 24,4 1,74

уфимская 90 Тюменская 3,66 0,49 0,95 26,0 1,99

ранняя 3,27 0,10 0,90 27,4 1,70

Стрела 2,99 -0,18 0,72 24,0 1,73

Аркас 3,00 -0,17 1,16 38,7 0,97

Среднее за 1993-1995 гг.

Комета 3,21 -0,67 0,83 25,9 1,62

Иргина 3,91 0,03 0,90 23,0 2,19

Красно-

уфимская 90 Ирень 4,46 0,58 0,96 21,5 2,63

4,61 0,73 0,88 19,1 2,93

Тюменская

ранняя 3,76 -0,12 1,30 34,6 1,28

Средне-

уральская 3,63 -0,25 0,95 26,2 1,82

Стрела 3,51 -0,37 1,19 33,9 1,24

Аркас 3,97 0,09 1,02 25,7 2,02

Среднее за 1996-2000 гг.

Комета 3,74 -0,48 0,68 21,9 2,05

Иргина 4,01 -0,21 1,06 25,6 1,89

Ирень 4,39 0,17 1,28 25,7 2,06

Средне-

уральская Красно- 4,19 -0,03 1,19 26,0 1,94

уфимская 90 Тюменская 4,57 0,35 1,19 23,8 2,32

ранняя 4,26 0,04 1,27 26,5 1,93

Красно-

уфимская 100 4,76 0,54 0,59 16,2 3,17

Стрела 4,00 -0,22 0,81 22,5 2,15

Приокская 4,48 0,26 1,09 23,2 2,34

Аркас 3,95 -0,27 1,05 25,8 1,85

Талве 4,11 -0,11 1,52 29,9 1,58

Среднее за 2001-2006 гг.

Иргина 3,77 -0,47 1,08 28,6 1,50

Ирень 4,13 -0,11 1,09 26,4 1,84

Красно-

уфимская 90 Горно- 4,31 0,07 0,93 21,6 2,36

уральская Красно- 4,47 0,23 1,00 22,4 2,37

уфимская 100 4,61 0,37 0,93 18,9 2,66

Стрела 4,15 -0,09 0,96 23,1 2,13

сорт Ирень, который отвечал указанным требованиям. При скороспелости на уровне сорта Иргина, новый сорт превзошел ее по урожайности на 0,70 т/га, а другие более позднеспелые сорта - на 0,64.1,10 т/

га (НСР05=0,41 т/га). Кроме того, Ирень обладал наивысшей ОАС, лучшими показателями САС, Sgi и СЦГ, а по хлебопекарным качествам был равноценен Иргине. В 1996 г его передали на Государственное испытание, а в 1998 г. включили в Госреестр по 1,2,3,4,9,10 и 11 регионам РФ. Площади посева сорта Ирень ежегодно расширяются и на сегодняшний день составляют около 800 тыс.га. Он постепенно замещает Иргину. Красноуфимскую 90, Тюменскую раннюю, а в некоторых регионах и другие сорта.

В это же время решалась проблема создания среднеспелого сорта, более урожайного и высококачественного, чем Стрела, Приокская, Аркас, Талве, включенные в Госреестр по Волго-Вятскому региону. В конкурсном испытании в 1996-2000 гг. наибольшую урожайность сформировала Красноуфимская 100. Она была выше, чем у среднеспелых сортов, на 0,28.0,76 т/га, а по сравнению с раннеспелыми и среднеранними

- на 0,19.1,02 т/га (НСР05=0,28 т/га). Красноуфимская 100 обладала преимуществом перед всеми изучаемыми сортами по показателям ОАС, САС, Sgi, СЦГ В 2001 г. сорт передали на Государственное испытание и с 2003 г. включили в Госреестр по 2,3,4,10 регионам РФ. По хлебопекарным качествам зерна Красноуфимская 100 превышает все изучаемые среднеспелые сорта и относится к ценным пшеницам. На сегодняшний день сорт выращивают на площади около 100 тыс. га.

В конце девяностых годов на Среднем Урале стал ощущаться недостаток сортов среднераннего типа. В конкурсном испытании 2001-2006 гг. был выделен сорт Горноуральская, созревающий одновременно с Красноуфимской 90, раньше Красноуфимской 100, но позднее, чем Ирень. По урожайности он превзошел Красноуфимскую 90, Иргину, Ирень и Стрелу на 0,16.0,70 т/га (НСР05=0,27 т/га). Кроме того, он отличался более высокой адаптивной способностью, а сорта Иргина, Ирень, и Стрела превосходил и по показателям стабильности и селекционной ценности генотипа. По адаптивной способности и стабильности Горноуральская уступала только среднеспелому сорту Красноуфимская 100. В 2007 г. сорт передали на Государственное испытание, с 2009 г. включили в Госреестр по 4 региону, с 2010 г. - по 10 региону РФ. По хлебопекарным качествам он относится к ценным пшеницам.

Выводы. Таким образом, оценка адаптивной способности и стабильности генотипов по методике А.В.Кильчевского и Л.В.Хотылевой повышает эффективность работы на конечном этапе селекции, уменьшает возможность ошибок при выборе сортов для передачи на Государственное испытание.

Выделенные с применением этой методики в конкурсном испытании сорта были переданы на Государственное испытание и в последующем включены в Госреестр по семи регионам РФ.

Литература.

1. Воробьев В.А., Воробьев А.В. Адаптивная способность и стабильность сортов яровой пшеницы// Сб. научных тр. Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти Уральских ученых. - Екатеринбург, 2001.- Т.2.-С.234-242.

2. Воробьев В.А. Состояние и перспективы возделывания яровой пшеницы в Свердловской области// Сб. науч.тр. между-нар. научно-практич. конференции «Научное обеспечение национального проекта развития АПК Тюменской области: состояние перспективы». - Тюмень, 2009. - С.Ю5-199.

3. Жученко А.А. Адаптивный потенциал культурных растений. Кишинев: Штиица, 1988. - С.22-36.

4. Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Методы оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды. Сообщение 1. Обоснование метода // Генетика. 1985. - Т.21. - № 9. - С.1481-1490.

5. Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Методы оценки адаптивной способности и стабильности генотипов дифференцирующей способности среды. Сообщение 2.Числовой пример и обсуждение//Генетика. 1985.- Т.21. - № 9. - С.1491-1498.

6. Пакудин В.З. Оценка экологической пластичности сортов// Генетический анализ количественных и качественных признаков с помощью математико-статистических методов. - М.: Изд-во ВНИИТЭИ сельхоз, 1973. - С.40-44.

7. Стрелов Е.В., Кочетков Л.И. Производство зерна в России в 1997 году//Зерновое хозяйство. - 1998. - № 4. - С.2-5.

8. Eberhart S.A. and Russell W.A. Grop Sci., - 1996.-V.6 - № 1.- Р.36-40.

9. Tai G.C.C. Genotypic stability analysis and application to potato regional triasls // Grop Sci., - 1971. - V.11.-№ 2.-Р.184-190.

THE VALUATION OF ADAPTIVE ABILITY OF STABILITY OF SPRING WHEAT VARIETIES

FOR SELECTION IN THE MIDDLE URAL

A.V. Vorobiev, V.A. Vorobiev

Summary. Application of the method proposed give more precise information in selection of highly productive and stable varieties in final stage of wheat breeding. As a result varieties named Irgina, Iren, Krasnoufimskaya 90, Krasnoufimskaya 100, Gornouraliskaya, showed. Key words: breeding, general adaptive ability, specific adaptive ability, stability, selection value of a genotype.

УДК 633.16:631.52

АДАПТИВНАЯ СПОСОБНОСТЬ, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ И СТАБИЛЬНОСТЬ СОРТОВ ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ ЮГО-ЗАПАДА СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

РА. МАКСИМОВ, кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель селекционного центра Уральский НИИСХ Россельхозакадемии Е-mail: Roman______MRA 77 @ mail.ru

Резюме. В условиях юго-запада Свердловской области на основе различных математических методов расчета выделены сорта с высокой общей адаптивной способностью, стабильностью и отзывчивостью на повышенный агротехнический фон. Отмечено значительное преимущество стандартного сорта Вереск и перспективного сорта Калита по общей адаптивной способности (vi - 0,10...0,14 - по А.В. Кильчевскому и Л.В. Хотылевой), наиболее стабильны сорта Ача и Бином (°2САа - 2,09). По параметру селекционная ценность генотипа (СЦП), который характеризует баланс между величиной и стабильностью продуктивности, выделились сорта:Ача (2,06), Бином (1,98), Калита (1,91). Сорт Багрец отличался наиболее высокой отзывчивостью на повышенный агротехнический фон (bi=1,08 - по S.A. Ebehart, W.A. and Russel).

Ключевые слова: ячмень, общая адаптивная способность, специфическая адаптивная способность, экологическая пластичность, стабильность, селекционная ценность генотипа.

Важную роль в повышении величины и качества урожая играет приспособленность сорта к местным условиям. Поэтому сегодня перед селекционерами стоит задача не только повышения продуктивности растений, но и сочетания ее с устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессорам. Новый сорт должен обеспечивать наибольшую урожайность в благоприятных условиях, и при этом обладать высокой адаптивной способностью, то есть формировать стабильный урожай в различных условиях.

Проблема учета адаптивной способности, экологической пластичности и стабильности при создании сортов отражена в работах множества селекционеров: [2-8]. В селекционной практике существуют различные методы оценки этих показателей, среди которых наибольшее распространение получили методы S.A. Ebehart, W.A. Russel (1966), Tai G.C.C. (1971), А.В. Кильчевского и Л.В. Хотылевой (1985) [9-12]. Метод Ebehart and Russel позволяет оценивать экологическую пластичность и стабильность сортов, А.В. Кильчевского и Л.В. Хотылевой - адаптивную способность и стабильность. При этом под адаптивной способностью понимается способность генотипа поддерживать свойственное ему фенотипическое выражение признака в определенных условиях среды, а под стабильностью -

способность регуляторных механизмов поддерживать определенный фенотип в различных условиях среды.

Цель наших исследований - оценка сортов ярового двурядного ячменя Уральской селекции по параметрам экологической пластичности, общей адаптивной способности и стабильности.

Условия, материалы и методы. Исследования проводили в 2005-2010 гг. в стационарном двухфакторном опыте Красноуфимского селекционного центра. Предшественник - чистый пар. Площадь делянки -17 м2. Повторность - четырехкратная. Опыты закладывали на темно-серой лесной почве стационарного севооборота, (рНсол 5,7...7,0, гидролитическая кислотность 4,13.5,19 мг-экв/100 г почвы, содержание гумуса - 6,7...8,3 %, легкогидролизуемого азота - 86.160 мг/кг, обменного калия - 136.185 мг/100 г доступного фосфора - 290.410 мг/кг.

В годы исследований наблюдалась сильная вариабельность метеоусловий периода от всходов до созревания (среднесуточная температура воздуха - 13,5.18,0°С, сумма температур более 10 °С

- 1200.1800 °С, осадки - 90.350 мм, запасы влаги в метровом слое почвы - 65.200 мм, ГТК - 0,70.2,45).

Объект исследований - сорта Вереск, Сонет, Эколог Ача, Бином, которые включенны в Государственный реестр селекционных достижений и отличаются высокой коммерческой ценностью в Волго-Вятском регионе, а также перспективные сорта Багрец и Калита. Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1965), оценку адаптивной способности и стабильности генотипов по А.В. Кильчевскому и Л.В. Хотылевой (1985), экологической пластичности - S.A. Ebehart and W.A. Russel (1966).

Результаты и обсуждения. Согласно результатам дисперсионного анализа, доля влияния на урожай фактора «погодные условия» составила 99,52 %, «сорт»

- 0,18 %, взаимодействия факторов - 0,30 %. Нулевая гипотеза по всем факторам отвергается, поскольку F^ F05.

По степени реакции на условия внешней среды мы разделили изучаемые сорта на две группы. К первой относятся сорта Ача и Бином, у которых bi<1, то есть они в условиях Среднего Урала слабо отзываются на техногенные факторы (удобрения, пестициды и др.). Во вторую группу вошли сорта Вереск, Сонет, Эколог Багрец и Калита, у которых bi>1, они наиболее отзывчивы на техногенные факторы. Особо следует выделить

- Достижения науки и техники АПК, №06-2011