CC BY
25
ВЗАИМОСВЯЗИ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ НА ФОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ УДОБРЕНИЙ И
СТИМУЛЯТОРОВ РОСТА
Е.А. Дёмина, канд. с.-х. наук А.И. Кинчаров, канд. с.-х. наук
Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова (Россия, г. Кинель)
Аннотация. За годы исследований (2014-2017 гг.) проведен корреляционный анализ взаимосвязей основных хозяйственно-ценных признаков сортов яровой мягкой пшеницы для условий Средневолжского региона. Отмечена роль отдельных признаков и их вклад в урожайность зерна на фоне применения современных удобрений и стимуляторов роста растений. Определены главные критерии для проведения отборов ценных форм в условиях применения в селекционном процессе высокого агротехнического фона. По результатам анализа взаимосвязей даны рекомендации по усовершенствованию создания нового гибридного и селекционного материала с учетом требований современной науки и сельскохозяйственного производства.
Ключевые слова: яровая пшеница, сорт, хозяйственно-ценный признак, урожайность, отбор, корреляция, удобрения, стимуляторы роста.
Введение. Средневолжский регион является одним из крупнейших в России по производству зерна яровой пшеницы. Для аграриев региона на ближайшую перспективу ставится задача обеспечения валового сбора продовольственного зерна на уровне 4-5 млн. тонн в год. Поэтому перед учеными и производственниками остро стоит вопрос: как добиться получения высоких и стабильных по годам урожаев яровой пшеницы с хорошим качеством зерна.
В условиях современного сельхозпро-изводства правильно разработанная технология возделывания культуры зачастую является гарантом увеличения урожая зерна и повышения его качественных показателей. Вероятно поэтому учеными, и в частности селекционерами, ведется постоянный поиск приемов повышения урожайности в сортовых агротехнологиях за счет усовершенствования приемов возделывания культуры [1]. Одним из таких приемов, имеющих большое значение при возделывании сортов яровой пшеницы и реализации их ресурсного потенциала, является использование различных современных минеральных удобрений, протравителей и стимуляторов роста растений [2-3].
Для более детального и глубокого понимания, за счет чего формируется уро-
жайность сортов в регионе, селекционеру необходимо изучить основные хозяйственно-ценные признаки, которые ее лимитируют, а также взаимосвязи этих признаков между собой. Причем, чем оптимальнее в будущем сорте будут сочетаться самые важные признаки, тем большую селекционную ценность будет иметь новый сорт [4].
Всестороннее изучение корреляционных взаимосвязей между урожайностью, показателями качества зерна и основными элементами продуктивности растений является неотъемлемой частью при создании современных высокоурожайных и адаптированных сортов, способных противостоять самым экстремальным условиям в период вегетации и создает возможность для разработки научных основ отбора, в том числе и в интенсивных технологиях возделывания [5-7].
Цель исследований заключалась в изучении взаимосвязей урожайности яровой мягкой пшеницы и основных хозяйственно-ценных признаков в условиях применения различных современных удобрений и стимуляторов роста растений по результатам корреляционных анализов.
Материалы и методы исследований
Исследования выполнялись в 2014-2017 гг. на базе лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Полевые опыты проводились на полях селекционного севооборота института. Для выполнения исследований использовалась селекционная техника, лабораторное и компьютерное оборудование. Оценка показателей качества зерна проводилась в технологической лаборатории и аналитической лаборатории зерна, кормов и почвы с использованием современного научного оборудования. Исследования выполнялись по общепринятым методикам [8-10].
Для анализа в качестве объекта исследований использовались 4 сорта мягкой яровой пшеницы селекции института, включенные в Государственный реестр РФ: Кинельская нива, Кинельская отрада, Кинельская 2010, Кинельская юбилейная. Опыты с предпосевной обработкой семян стимуляторами роста учетная площадь делянок 3 м , повторность четырехкратная, предшественник - чистый пар. Опыты с прикорневыми подкормками азотными удобрениями (Ni20 Ni50) в фазу кущения, учетная площадь делянок 50 м , повтор-ность четырехкратная, предшественник -озимая пшеница.
Математическая обработка полученных данных осуществлялась методом корреляционного анализа с использованием пакета прикладных программ «Agros», «Stat» и компьютерной программы «Excel».
Результаты исследований
Урожайность зерна складывается из большого количества факторов, которые имеют в своей основе индивидуальное значение и влияние. В селекционной работе по созданию новых сортов яровой мягкой пшеницы важно определить роль отдельных хозяйственно-ценных признаков и элементов продуктивности растений и выявить их вклад в урожайность зерна. Многие из этих признаков связаны отрицательными корреляционными связями и трудно совместимы между собой, особенно при создании интенсивного агротехнического фона. Поэтому нами в 20142017 гг. был проведен корреляционный анализ и установлены взаимосвязи урожайности сортов с основными селекцион-
но-ценными признаками в условиях применения современных удобрений и стимуляторов роста растений.
Погодные условия за период исследований различались по годам. Вегетационный период яровой пшеницы в 2014, 2015 и 2016 гг. можно охарактеризовать как засушливый, ГТК май-август составлял 0,380,59 при среднемноголетнем значении данного показателя в регионе 0,73. Условия вегетации растений в эти годы сопровождались дефицитом осадков на фоне повышенных средних температур воздуха. В 2017 году вегетационный период яровой пшеницы определялся как резко контрастный по увлажнению, ГТК май-август составил 1,04. Причем избыточное увлажнение и недостаток тепла в начальный период роста и развития растений (май и июнь месяц), сменились засушливыми условиями в последующий период вегетации. В целом за вегетацию 2017 года выпало 223,9 мм осадков, что на 60,9 мм больше среднемноголетней нормы. Таким образом, метеоусловия за весь период исследований смогли послужить хорошим фоном для проведения полной оценки влияния отдельных хозяйственно-ценных признаков при формировании урожайности сортов яровой мягкой пшеницы.
В опытах с предпосевной обработкой семян современными протравителями и стимуляторами роста за годы изучения (2014-2016 гг.) прослеживалась тесная положительная связь (достоверно на 1% уровне) между урожайностью сортов и длиной колоса, коэффициент корреляции составил г = 0,49-0,88. Данная связь свидетельствует о возможности проведения отборов селекционных форм по колосу. Установлена значимая на 1% уровне корреляционная зависимость между высотой растений и урожайностью г = 0,52-0,60, что указывает на целесообразность отбора более высокорослых форм растений на фоне применения стимуляторов роста. Тесная положительная корреляционная связь (г = 0,46-0,61) была отмечена между показателями масса 1000 зерен и урожайность зерна изучаемых сортов. В разрезе отдельных лет (2015-2016 гг.) сильная корреляционная зависимость наблюдалась между содержанием сырой клейковины в
зерне и урожайностью сортов (г = 0,810,84, достоверно на 1% уровне), и между содержанием сырой клейковины и массой 1000 семян (г = 0,66-0,69, достоверно на 1% уровне). Значимые на 1% уровне положительные связи в опытах со стимуляторами роста установлены между показателем индекс деформации клейковины и урожайностью зерна (г = 0,55-0,82), а также массой 1000 зерен (г = 0,50-0,74). Данные связи говорят о том, что при использовании в исследованиях стимуляторов роста, наиболее высокоурожайные и крупнозерные сорта яровой пшеницы имели и более высокие значения ИДК (выше 80 ед. шкалы прибора), что играет отрицательную роль при создании сортов сильных пшениц с высокими качественными показателями.
Важная для работы селекционера тесная корреляционная связь (значимая на 1% уровне) отмечена между продуктивной кустистостью растений и важными элементами продуктивности растений, а именно числом зерен с растения (г = 0,760,78) и массой зерна с растения (г = 0,590,84). Эта зависимость свидетельствует об эффективности проведения отбора селекционером продуктивных форм растений, особенно при использовании интенсивных технологий возделывания культуры.
В контрастном по увлажнению 2017 году нами проведен подробный анализ корреляционных взаимосвязей хозяйственно-ценных признаков на фоне прикорневой подкормки растений высокими дозами азотных удобрений (№120 К150). В данном опыте сильные корреляционные связи (значимо на 1% уровне) установлены между урожайностью сорта и длиной колоса (г = 0,95), а также числом зерен в колосе (г = 0,91) и массой зерна с колоса (г = 0,87). Полученные связи свидетельствуют о возможности и целесообразности проведения отбора селекционных форм по колосу, в особенности при создании высокого агро-фона. Тесная положительная связь г = 0,87 (достоверно на 1% уровне) отмечена между урожайностью сорта и количеством продуктивных стеблей с м2. В опытах с применением высоких доз азотных удобрений прослеживалась сильная положи-
тельная связь между высотой растений и урожайностью зерна, коэффициент корреляции признаков составил г = 0,95 (значимо на 1% уровне), что свидетельствует о возможности отбора более высокорослых форм при условии создания для растений интенсивного агротехнического фона. Отрицательная корреляционная зависимость наблюдалась между показателем натура зерна и урожайностью зерна г = -0,84 (достоверно на 5% уровне), а также массой 1000 зерен г = -0,87 (достоверно на 1% уровне).
При использовании высоких доз удобрений, одновременно с решением проблемы повышения урожайности, важное и особое значение приобретает и повышение качества зерна (а именно содержания белка и сырой клейковины в зерне), так как зачастую эти показатели связаны между собой отрицательными связями. В условиях избыточного увлажнения в начале вегетации растений и на фоне применения азотных удобрений в 2017 году между урожайностью и содержанием белка в зерне была установлена значимая на 1% уровне тесная отрицательная связь г = -0,95. Эта связь свидетельствует о том, что развитие высокой вегетативной массы растений и как следствие высокой продуктивности сказалось на снижении в зерне пшеницы белка. Также отрицательные корреляционные связи (достоверные на 5% уровне) наблюдались между урожайностью и содержанием клейковины в зерне (г = -0,83) и индексом деформации клейковины (г = -0,79).
Заключение. По результатам проведенного анализа взаимосвязей хозяйственно-ценных признаков были определены основные критерии для проведения отборов ценных форм в условиях применения в селекционном процессе высокого агротехнического фона. Полученные данные рекомендованы для использования в селекционной работе и в исследованиях по усовершенствованию создания нового гибридного и селекционного материала с учетом требований современной науки и сельскохозяйственного производства для условий Средневолжского региона.
ский список
1. Дёмина Е.А. Изучение влияния фракционного состава семян на урожайность перспективных сортов яровой мягкой пшеницы / Е.А. Дёмина, С.В. Третьякова, К.Ю. Чекмасова // Проблемы, перспективы и направления инновационного развития науки: сборник статей Международной научно-практической конференции. - Уфа: Аэтерна, 2016. - Ч. 2. - С. 31-34.
2. Кадыров С.В. Урожай и качество зерна яровой мягкой пшеницы в зависимости от обработки семян и растений стимуляторами роста и микроудобрениями в условиях лесостепи ЦЧР / С.В. Кадыров, Н.Н. Коновалов // Вестник Воронежского ГАУ. - 2009. - №2. -С. 7-15.
3. Глуховцев В.В. Стимуляторы роста в современных технологиях возделывания яровой пшеницы / В.В. Глуховцев, Л.А. Кукушкина, Е.А. Дёмина // Успехи современной науки. -2015. - №5. - С. 19-21.
4. Марченко Д.М. Взаимосвязи между урожайностью и элементами ее структуры у сортов мягкой озимой пшеницы // Научный журнал КубГАУ. - 2011. - №68 (04). - С. 1-12.
5. Дёмина Е.А. Зависимость урожайности сортов яровой пшеницы от основных элементов продуктивности растений и качества зерна / Е.А. Дёмина, А.И. Кинчаров // Успехи современной науки и образования. - 2016. - №10. - Т.5. - С. 20-23.
6. Бишарёв А.А. Направления и итоги селекционной работы по озимой ржи в Самарском НИИСХ / А.А. Бишарёв, Т.А. Горянина // Известия Самарского научного центра РАН. - 2014. - Т. 16. - №5(3). - С. 1112-1116.
7. Маслова Г.Я. Взаимосвязь элементов продуктивности озимой пшеницы в условиях Среднего Поволжья / Г.Я. Маслова, Н.И. Китлярова, М.Р. Абдряев // Роль современной селекции и агротехники в мерах борьбы с засухой: материалы Международной научно-практической конференции посвященной 140-летию академика ВАСХНИЛ П.Н. Константинова (11-13 июля 2017 г., г.о. Кинель Самарской обл.). - Казань: Изд-во «Бук», 2017. -С. 24-27.
8. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск 2. - М., 1989. - 194 с.
9. ДоспеховБ.А. Методика полевого опыта. - М.: Агропромиздат, 1985. - 351 с.
10. Глуховцев В.В. Основы научных исследований в агрономии / В.В. Глуховцев, С.Н. Зудилин, В.Г. Кириченко. - Самара, 2008. - 290 с.
INTERRELATIONS OF ECONOMIC-VALUABLE TRAITS OF SPRING WHEAT ON THE BACKGROUND OF THE APPLICATION OF MODERN FERTILIZERS AND
GROWTH STIMULANTS
E.A. Demina, candidate of agricultural sciences A.I. Kincharov, candidate of agricultural sciences
Volga region scientific and research institute of selection and seed-growing named after P.N. Konstantinov (Russia, Kinel)
Abstract. For the years of research (2014-2017) out correlation analysis of interrelations between the major economic-valuable traits of varieties of spring soft wheat for the conditions of Middle Volga region was conducted. The role of individual traits and their contribution to yield grain on the background of the application of modern fertilizers and plant growth stimulants was marked. The main criteria for conducting selection of the valuable forms in the conditions of use in the breeding process the high of agro-technical background were defined. On the results of the interrelations analysis, recommendations for improvement for create a new hybrid and breeding material subject to the requirements of modern science and agricultural production was give.
Keywords: spring wheat, variety, economic-valuable trait, yield, selection, correlation, fertilizer, growth stimulants.
ИЗУЧЕНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СЕЛЕКЦИОННОМ ПРОЦЕССЕ
Ю.Н. Землянкина, канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр. Е.В. Столпивская, науч. сотр. А.В. Шиповалова, мл. науч. сотр. Поволжский НИИ селекции и семеноводства (Россия, г. Кинель)
Аннотация. В статье представлены результаты изучения исходного материала ярового ячменя. Выделены новые генетические источники хозяйственно-ценных признаков для использования в селекционных программах по яровому ячменю.
Ключевые слова: селекция, яровой ячмень, генетический источник, исходный материал, крупнозёрность.
Введение. Ячмень является второй по распространению зерновой культурой в России после пшеницы, в Среднем Поволжье посевами ячменя занято около миллиона гектаров [1]. Успешное возделывание ячменя неразрывно связано с внедрением новых сортов. Интенсификация сельскохозяйственного производства в России, наблюдающаяся последние годы, ориентирует селекционеров на создание конкурентоспособных сортов, отвечающих требованиям сельхозтоваропроизводителей [2].
Величина урожайности сельскохозяйственных культур зависит от условий выращивания, в том числе, и неконтролируемых человеком погодных условий. На фоне наблюдающейся тенденции повышения среднегодовой температуры и изменения распределения осадков между зимними и летними месяцами, погодные условия вегетационных периодов сильно варьируют по годам [3]. Это диктует необходимость постоянного поиска новых селекционных источников, с подходящими к меняющимся условиям признаками [4]. Ежегодно выделяется порядка 1000 генетических источников [5]. Эта работа проводится силами научных учреждений селекционной направленности в масштабах всей страны, что подтверждает актуальность проводимой работы.
Цель исследований. Работа проводилась с целью выделения новых генетических источников ценных признаков ячменя ярового для создания урожайных, адаптивных сортов.
Материалы и методы исследований.
Материалом исследований являлись сорта и селекционные линии ярового ячменя селекции ФГБНУ «Поволжский НИИСС», сортообразцы ярового ячменя, полученные из коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова и селекционных центров России и стран Европы.
Полевые исследования выполнялись в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [6], методикой полевого опыта [7], методическими указаниями по изучению коллекции ячменя и овса [8]. Содержание белка в зерне определялось методом Кьельдаля [9].
Математическая обработка полученных данных проводилась с использованием компьютерной программы «Microsoft Office Excel».
Условия проведения исследований.
Исследования выполнялись в 20152017 гг. Полевые опыты проводились на опытных полях ФГБНУ «Поволжский НИИСС», лабораторные исследования на базе лабораторий селекции и семеноводства зернофуражных культур и аналитической лаборатории зерна, кормов и почвы ФГБНУ «Поволжский НИИСС».
Метеорологические условия вегетационного периода ярового ячменя в 2015 г. существенно отличались от среднемного-летних, характеризуясь широким диапазоном варьирования - ГТК за период вегетации ярового ячменя составил 0,58. От 0,01 (сухой период) в июне до 1,3 (влажный период) в июле. Посев и начало вегетации
