Yield of winter soft wheat varieties of different ecological and geographical origin and their adaptability in the conditions of the Central Nonblack Earth Region

Full Text

Во все времена производство продукции сельского хозяйства и продуктов питания было важнейшей задачей любого государства, как залог стабильного развития страны, ее политической и экономической систем. Поэтому многие страны мира, в том числе и Россия, стараются максимально наращивать производство сельскохозяйственной продукции и продуктов питания. [1, 2, 12] Сельскохозяйственная продукция, в том числе продовольственное зерно (семена) – очень важная экспортная статья доходов бюджета страны.

Ученые создают новые сорта и гибриды сельскохозяйственных культур, адаптированные к условиям выращивания и пригодные для возделывания с использованием современных технологий. Применение передовых агротехнологий в производстве, возрастающая доля неблагоприятных метеорологических факторов при вегетации меняют требования к новым сортам, усложняют селекционные задачи и расширяют требования к исходному материалу в гибридизации. [3, 7–9, 11] Особенно актуальны исследования, направленные на совершенствование методов поиска источников селекционных признаков и биологических свойств. [13]

Цель работы – оценить адаптивность сортов озимой мягкой пшеницы разного эколого-географического происхождения по урожайности в условиях Центрального Нечерноземья для дальнейшего использования их в качестве исходного материала.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Объект изучения – наиболее продуктивные сорта озимой мягкой пшеницы из России, Германии, Украины, Белоруссии, Венгрии, которые были выделены в коллекционном питомнике в 2019–2023 годах. Полевые испытания проведены в ИСА – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ Рязанского района на хорошо окультуренной темно-серой лесной почве. Агрохимические показатели: рН_сол. – 4,88, содержание гумуса – 5,6% (по Тюрину), подвижного фосфора – 378 мг/кг почвы, обменного калия – 275 мг/кг почвы (по Кирсанову), азота нитратного – 41,4 мг/кг (ГОСТ 26951-86), азота аммонийного – 4,43 мг/кг (ГОСТ 26489-85). Стандартный сорт – Даная (Россия).

Предшественник – черный пар. Опыт закладывали без повторений на делянках 3 м². Норма высева – 5,0 млн всх. зерен/га. Агротехнические мероприятия проводили в соответствии с общепринятыми для региона рекомендациями.

Исследования выполнены в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. [4] Рассчитывали коэффициент адаптивности по методу Л.А. Животкова и других. [6] Индексы условий среды и экологическую пластичность сортов определяли по методике S.A. Eberhart, W.A. Russell, стрессоустойчивость – по уравнениям A.A. Rossielle, J. Hamblin в изложении А.А. Гончаренко. [5, 15]

Периоды с недостаточной влажностью: 2020–2021 (ГТК = 0,9), 2021–2022 (ГТК = 0,8), 2022–2023 (ГТК = 0,9); достаточной – 2019–2020 (ГТК = 1,1); засушливый – 2018–2019 (ГТК = 0,6). Индекс условий среды по годам варьировал от –2,54 до 2,24. Согласно величине данного показателя, наиболее благоприятными были 2020, 2022 и 2023 годы (I_j –0,84, 1,31, 2,24 соответственно). Неблагоприятные годы по температурному режиму и обеспеченностью влагой – 2019 и 2021, когда показатели индекса условий среды составили –2,54 и –1,87 соответственно. Таким образом, погодные условия во время исследований существенно различались по температурному режиму и количеству выпавших атмосферных осадков, что позволило дать объективную оценку изучаемым сортам по адаптивности.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Средняя урожайность по опыту – 5,21 т/га (благоприятные годы – 3,57…9,33 т/га, неблагоприятные – 1,05…4,46 т/га), максимальная в благоприятные вегетационные периоды – выше 8 т/га у сортов Даная (Россия), Сатурнус, Тамбор, Исцтар (Германия), Фантазия (Беларусь), Славна (Украина) (табл. 1).

 

Таблица 1.

Урожайность сортов озимой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения по годам

Сорт	Происхождение	Урожайность, т/га					Средняя
		2019	2020	2021	2022	2023
Даная, ст.	Россия	3,56	5,85	4,24	7,01	8,29	5,79
Донщина	Россия	2,39	4,00	2,20	6,70	5,67	4,19
Лавина	Россия	3,37	4,70	2,60	6,67	7,80	5,03
Поэма	Россия	2,18	7,60	3,10	7,23	6,80	5,38
Московская 39	Россия	1,68	5,00	2,00	6,27	7,50	4,49
Исцтар	Германия	3,92	8,50	4,10	8,60	6,67	6,36
Сатурнус	Германия	1,82	5,00	3,30	6,33	8,33	4,96
Тамбор	Германия	1,05	5,70	2,50	4,86	8,33	4,49
Завет	Беларусь	2,31	6,80	4,30	7,10	7,60	5,62
Спектр	Беларусь	2,29	5,50	3,56	7,47	5,80	4,92
Фантазия	Беларусь	1,40	6,50	4,40	7,23	8,17	5,54
Мирлебен	Украина	2,16	4,30	2,37	5,53	6,00	4,07
Небократ	Украина	3,44	6,80	4,10	7,03	7,67	5,81
Славна	Украина	4,46	7,00	3,43	6,23	9,33	6,09
MV Надор	Венгрия	3,99	7,50	3,9	3,57	7,80	5,35
Среднесортовая урожайность, т/га	–	2,67	6,05	3,34	6,52	7,45	–
Средняя урожайность в опыте, т/га	–	–	–	–	–	–	5,21

 

Средняя урожайность отечественных сортов варьировала от 4,19 до 5,79 т/га, иностранных – 4,07…6,36 т/га, наибольшая у Исцтар, Небократ, Славна – 6,36, 5,81, 6,09 т/га соответственно. Ежегодно их урожайность была выше среднесортовой.

Лучшая устойчивость к стрессовым условиям согласно уравнению A.A. Rossielle, J. Hamblin (Y_min – Y_max) была у Мирлебен (–3,84), Небократ (–4,23), МV Надор (–4,23), Донщина (–4,50), самая низкая у Сатурнуса, Фантазии и Тамбора – -6,51, -6,77 и -7,28 соответственно (табл. 2).

 

Таблица 2.

Урожайность, стрессоустойчивость, генетическая гибкость сортов озимой пшеницы, 2019–2023 годы

Сорт	Ymin – Ymax	(Ymin + Ymax)/2	СV, %	bi	КА, %	ПУСС, %
Даная, ст.	–4,73	5,93	33,58	0,90	1,15	100,0
Донщина	–4,50	4,55	47,30	0,84	0,80	37,19
Лавина	–5,20	5,20	43,50	0,96	0,98	58,28
Поэма	–5,42	4,89	47,19	1,13	1,00	61,46
Московская 39	–5,82	4,59	57,42	1,22	0,80	35,18
Исцтар	–4,68	6,26	35,83	0,90	1,26	113,12
Сатурнус	–6,51	5,08	51,29	1,17	0,92	48,06
Тамбор	–7,28	4,69	63,16	1,41	0,79	31,98
Завет	–5,29	4,96	39,97	1,04	1,08	79,18
Спектр	–5,18	4,88	41,10	0,86	0,95	59,01
Фантазия	–6,77	4,79	48,71	1,23	1,02	63,14
Мирлебен	–3,84	4,08	43,32	0,83	0,78	38,32
Небократ	–4,23	5,56	32,75	0,90	1,15	103,28
Славна	–4,87	6,90	37,69	0,99	1,21	98,60
MV Надор	–4,23	5,69	39,35	0,63	1,10	72,88

Примечание. Y_min – Y_max – стрессоустойчивость; (Y_min – Y_max)/2 – генетическая гибкость; С_V – коэффициент вариации; b_i – коэффициент пластичности; КА – коэффициент адаптивности; ПУСС – показатель уровня стабильности сорта.

 

Наивысшие значения генетической гибкости сорта (Y_min + Y_max)/2, указывающие на большую степень соответствия между генотипом сорта и факторами окружающей среды, имели Славна (6,90), Исцтар (6,26), Даная (5,93), МV Надор (5,69), Небократ (5,56). Их использование в селекционном процессе позволит повысить устойчивость генотипов к контрастным условиям возделывания.

Коэффициент вариации у всех сортов отмечен как высокий – 32,75…63,16%, наименьшее его значение у Небократа и Данаи – 32,75 и 33,58% соответственно.

Экологическая пластичность (коэффициент линейной регрессии b_i) в исследованиях – 0,63…1,41. Высокая отзывчивость на улучшение условий среды отмечена у Московской 39 (Россия) – 1,22, Фантазии (Белоруссия) – 1,23, Сатурнуса и Тамбора (Германия) – 1,17 и 1,41 соответственно. Следовательно, урожайность их сильно зависит от антропогенных условий и максимальные значения могут быть получены при благоприятных факторах абиотического и биотического характера. Меньшая отзывчивость на улучшение условий и наиболее высокая урожайность при неблагоприятных условиях возможна у Донщины – 0,84, Спектра – 0,86, Мирлебена – 0,83.

Сорта с коэффициентом регрессии на уровне единицы (b_i = 0,90…1,04) отнесены к пластичным, то есть величина их урожая имеет незначительные колебания в соответствии с влиянием природной среды. К данной группе относятся Даная, Лавина, Небократ, Славна, Исцтар.

Коэффициент адаптивности (КА) показал, что продуктивные возможности у половины анализируемых сортов (53,0%) при воздействии на них неблагоприятных факторов окружающей среды достаточно высокие (КА ≥ 1,0), особенно у Исцтара – 1,26 и Славны – 1,21%.

По показателю ПУСС, предложенному Э.Д. Неттевичем, учитывающему стабильность урожайности, способность отзываться на улучшение условий среды, а при ухудшении поддерживать продуктивность на высоком уровне, выделились сорта: Исцтар и Небократ – 113,12 и 103,28% соответственно. [10, 14]

Выводы. Согласно проведенному анализу полученных данных за 2019–2023 годы отмечены сорта озимой мягкой пшеницы, отличающиеся высокими показателями экологической пластичности и стабильности в условиях Рязанской области. Наиболее пластичные: Даная, Лавина, Небократ, Славна, Исцтар. Сорта Даная (5,79 т/га), Исцтар (6,36), Славна (6,09) и Небократ (5,81 т/га) – высокоурожайные. По результатам комплексной оценки сорта Небократ и Исцтар генетически гибкие ((Y_min + Y_max)/2 = 5,56…6,26), с высоким показателем уровня стабильности (ПУСС = 103,28…113,12%), хорошей адаптивностью к условиям среды (КА = 1,15…1,26%) и устойчивостью к стрессам ((Y_min – Y_max) = –4,23…–4,68).

Полученную информацию рекомендуем использовать в практической селекции при создании новых сортов.

About the authors

O. A. Artyukhova

The Institute of Seed Production and Agrotechnologies – branch of the FSBSI Federal Scientific Agroengineering Center VIM

Author for correspondence.
Email: podvyaze@bk.ru

Junior Researcher

Russian Federation, Podvyazye village, Ryazan region

References

Supplementary files