Экологическая пластичность озимой пшеницы

Обновлено: 15.09.2024

УДК 633.1:631.526.32(477.6)

ЭКОЛОГИЧЕСКИ ПЛАСТИЧНЫЙ СОРТ КАК ФАКТОР СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ СТЕПИ УКРАИНЫ

Луганский национальный аграрный университет

Савкин Н. Л. – доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

Шелихов П. В. – доцент, кандидат биологических наук

Ковтун Н. В. – доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

Денисенко А. И. – доцент, кандидат сельскохозяйственных наук

Савкина Н. Н. – аспирант

Меженский И. В. – студент

Сорта озимой пшеницы, наряду с высокой продуктивностью и качеством зерна, устойчивостью к болезням и полеганию, должны быть высокопластичными, то есть устойчивыми к резким колебаниям температуры в зимне-весенний период, хорошо сохранять закалку при зимних оттепелях и в начале весны выдерживать на глубине узла кущения температуру -19. -20 °С. Отсутствие или недостаточное проявление в сорте хотя бы одного из этих свойств делает его не вполне пригодным для сельскохозяйственного производства.

Целый ряд объективных причин современного аграрного комплекса указывают на тот факт, что большую часть агроформирований необходимо сориентировать на более широкое внедрение и расширение посевных площадей под экологически пластичными сортами в ущерб высоко интенсивных сортов. Актуальность данного вопроса неоспорима и не требует дополнительной аргументации [3, 4, 5].

Целью наших исследований было выделить генотип будущего сорта для условий недостаточного и неустойчивого увлажнения Степи Украины на основе комплексной оценки количественных и качественных показателей перспективного селекционного материала.

Новый сорт должен обладать: высоким уровнем саморегуляции основных хозяйственно-ценных показателей; устойчивостью к поражениям комплекса заболеваний и вредителям; относительно высокой засухоустойчивостью и зимостойкостью; выдерживать предельно поздние сроки сева позволяющие размещать озимую в севообороте после подсолнечника.

Результаты исследований. После продолжительного индивидуально семейственного отбора были выделены несколько линий обладающих константностью и однородностью по большинству качественных и количественных признаков. Простое пропорциональное смешение семян этих линий желаемого эффекта не обеспечило. Империческим путем было определено процентное соотношение только пяти линий, которые несут составляющие основу нового сорта мягкой озимой пшеницы ЛНАУ-2. Селекционный процесс проводился в соответствии с методикой Госкомиссии по сортоиспытанию [1]. Достоверность полученных результатов рассчитывали по программам, разработанным И. Д. Соколовым [2].

Предварительное и конкурсное сортоиспытание подтвердило наши ожидания. С 2005 года сорт ЛНАУ-2 проходил государственное сортоиспытание.

Урожайность озимой пшеницы 2007 и 2008 годов, а в особенности 2008 года еще раз подчеркнули преимущество интенсивных сортов.

Острозасушливый, в частности (май – июль) 2009 год, который по совокупности погодных факторов является характерным для условий Степи Украины доказал целесообразность более широкого внедрения в аграрный комплекс данного региона именно экологически пластичных сортов мягкой озимой пшеницы, как основной хлебофуражный культуры Украины.

Одним из основных научных направлений в селекции новых сортов мягкой озимой пшеницы является создание скороспелого, экологически пластичного сорта, обладающего стабильностью реализации своего генетического потенциала в условиях Юга и Юго-востока Украины.

Наиболее доступный и экологически оправданный способ отбора перспективного исходного материала мягкой озимой пшеницы, обладающего высокой гомеостатичностью, устойчивостью к дефициту влаги, высокой зимостойкостью и относительной скороспелостью - это посев селекционного материала в предельно поздние сроки – 25.Х. 15.ХІ.

Как показали продолжительные исследования, практически весь исходный материал, обладающий высокой зимостойкостью и засухоустойчивостью, средний, средне-позднеспелый материал либо полностью выпадает, либо обладает очень низкой урожайностью. Все низкопродуктивные формы выбраковываются в дальнейшем селекционном процессе [1].

Выделившиеся селекционные номера в осенний период не поражаются вредителями и болезнями, в период формирования и налива зерна, так как в меньшей степени поражаются жуком кузькой и клопом черепашкой.

Применение ростактивирующих препаратов, в частности "Вымпел", наглядно доказывает эффективность его применения при сверх поздних сроках сева созданного нами нового сорта "ЛНАУ-2", краткая характеристика которого приведена ниже.

Сорт ЛНАУ-2 был создан отбором из спонтанного мутанта экологически пластичного сорта Витязь с последующей обработкой семян установкой ОКИМП (объемно комбинационное импульсное магнитное поле различной частоты и скважности) малого и большого индуктора конструкции А. П. Похвалитого.

Весенние заморозки 10-12 мая 2000 года при -10. -12°С обусловили гибель практически всего озимого клина Луганской области. Гибель посевов сорта Витязь находилась в пределах 30. 40%.

Из питомника отбора первого года были отобраны исходные формы, у которых проявлялся ряд уникальных признаков. В последующих селекционных звеньях были отобраны линии, обладающие стабильностью реализации своего генетического потенциала при различных сочетаниях элементов погоды.

Новый сорт мягкой озимой пшеницы ЛНАУ-2, разновидность лютесценс обладает: повышенной устойчивостью к весенне-летней засухе; экологической пластичностью к срокам сева; выше средней и высокой устойчивостью к полеганию; слабой поражаемостью бурой ржавчиной; выше средней устойчивостью к корневым гнилям; средней устойчивостью к фузариозу. Сорт среднеранний с вегетационным периодом 245. 260 дней, среднерослый – 65. 85 см; устойчивость к осыпанию – 4,9; поражаемость клопом черепашкой – 3,8. 4,0 по 5 бальной шкале.

Содержание белка составляет 13,7. 14,5; сырой клейковины – до 41,3%, что на 5,46% больше чем у стандарта Одесская 51 и на 1,1% больше чем у сорта Витязь. Натура зерна 780. 810 до 830 г/л; масса 1000 семян – 48. ..54 г.

По данным КСИ сорт ЛНАУ-2 в осенний период формирует плотно прижатый к почве листовой аппарат. Этот маркерный признак указывает на повышенный показатель зимостойкости, устойчивости к весенним заморозкам и на преимущество в биоценозе.

Новый сорт способен выдерживать сверх поздние сроки сева – с 25 октября по 10 ноября. Установлено, что оптимальными сроками сева для сорта ЛНАУ-2 следует считать с 10 по 25 сентября.

При более поздних сроках сева норма высева должна составлять от 5,0 до 5,5 млн. шт./га всхожих семян соответственно срокам сева. Сорт ЛНАУ-2 рекомендован для непаровых предшественников благодаря высокой экологической пластичности. Потенциальная урожайность 60. 65ц/га. Авторы сорта: Кочетков В. С., Савкин Н. Л., Соколов И. Д., Шелихов П. В., Савкина Н. Н.

В условиях необоснованного расширения посевной площади под подсолнечником и сокращения площадей под основными предшественниками озимой пшеницы (кукуруза на зеленый корм и силос, горох, злаково-бобовые смеси, овощные), перед аграриями стали появилась проблема необходимости размещения озимой пшеницы после подсолнечника.

В этих условиях широкое внедрение в производство экологически пластичных сортов уже не рекомендация, а реальная необходимость.

Следует заметить, что выше сказанное совершенно не исключает необходимость внедрения новых высокоинтенсивных сортов озимой пшеницы по предшественнику черный пар и пласту многолетних трав в агроформированиях Юга и Юго-востока Украины.

Список литературы:

1. Методика государственного сортоиспытания с.-х. культур. – Выпуск второй / Зерновые, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. – М.: Колос, 1971. – С. 6-65.

2. Соколов И. Д. Программы для обработки результатов в биологических и сельскохозяйственных экспериментах. Ворошиловград: ЛСХИ, 1988. – 200с.

3. Савкин Н. Л., Савкина Н. Н. Селекция озимой пшеницы в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения Степи Украины / Тез. докладов VII съезда УОГиС. – Крым, 2002. – С. 17.

4. Савкин Н. Л., Кочетков В. С., Савкина Н. Н. Об исходном материале при создании пластичных сортов мягкой озимой пшеницы для Степи Украины // Збір, наукових праць ЛНАУ, 2004.- №36 (48). – С. 59-63.

5. Грабовец А. И. Пути снижения негативных последствий краткосрочных заморозков во время стеблевания озимых хлебов на Дону // Зерновые и кормовые культуры России. Сб. научных трудов. – Зерноград, 2002. – С. 70-76.

Анотації

У статті надається обґрунтовування створення пластичного сорту ЛНАУ-2 та приводиться його скорочена характеристика.

В статье дается обоснование создания пластичного ЛНАУ-2 и приводится его краткая характеристика.

ABSTRACT: The article gives grounding for creation of a plastic LNAU-2 sort and provides its brief characteristics

В статье дана оценка перспективным сортам озимой пшеницы по урожайности, экологической стабильности и пластичности. По результатам оценки урожайности сортов озимой пшеницы на территории Кемеровской области установлено, что в среднем по изучаемым сортам урожайность за 2008–2012 гг. составила 26,6 ц/га (V=47,3 %). Варьирование урожайности озимой пшеницы по годам находится в пределах от 7,0 до 63,4 ц/га. Разность урожайности между годами составила 56,1 ц/га, между сортами – 10,8. Установлено, что определяющим фактором при формировании продуктивности являются условия года (92 %), на долю сорта приходится 4,2 %. На основании проведенных исследований выделен сорт селекции ГНУ СИБНИИРС Россельхозакадемии, обладающий высокой пластичностью, стабильностью в условиях лесостепи Кемеровской области. Наиболее стабильным и пластичным оказался сорт Новосибирская 51, об этом говорят следующие показатели: низкий коэффициент вариации (19 %), высокая гомеостатичность (38,1) и стрессоустойчивость (У2 У1=-6,2). Среднеспелый сорт мягкой озимой пшеницы Новосибирская 51 показал себя как наиболее адаптивный к условиям возделывания в данной экологической нише.

1. Волкова, Л.В. Пластичность и стабильность сортов селекционных форм яровой пшеницы по критериям продуктивности и качества зерна / Л.В. Волкова, В.М. Бебякин, И.В. Лыскова // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2010. – № 1. – С. 3-5.

2. Гончаренко, А.А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур / А.А. Гончаренко // Вестник Россельхозакадемии. – 2005. – № 6 – С. 49-53.

3. Гончаренко, А.А. Об адаптивности и экологической устойчивости сортов зерновых культур / А.А. Гончаренко // Вестник Россельхозакадемии. – 2005. – № 6. – С. 49-53.

5. ГОСТ 26204-91. Почвы. Определение подвижных соединений фосфора и калия по методу Чирикова в модификации ЦИНАО. Технические условия. – Введ. 30-06-1993. – М.: Издательство стандартов, 1993. – 8 с.

6. Пакудин, В.З. Параметры оценки экологической пластичности сортов и гибридов. Теория отбора в популяциях растений / В.З. Пакудин. – Новосибирск: Наука, 1976. – 189 с.

7. Сапега, В.А. Оценка сортов яровой пшеницы по урожайности и параметрам адаптивности / А.А. Сапега, Г.Ш. Турсумбекова // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. – 2013. – № 4. – С.3-6.

8. Хангильдин, В.В. Проблема гомеостаза в генетико-селекционных исследованиях / В.В. Хангильдин, С.В. Бирюков // Генетико-цитологические аспекты в селекции с.-х. растений. – 1984. – № 1. – С. 67-76.

Введение

С увеличением темпов роста населения человечество вынуждено наращивать сельскохозяйственное производство, основой которого является зерновое хозяйство. В связи с этим в последнее время большое внимание во всем мире уделяется возделыванию озимых зерновых культур.

Озимые культуры имеют важное значение в увеличении производства зерна. В основных районах возделывания они дают более высокие урожаи зерна, чем яровые. Озимые культуры при хорошем развитии с осени лучше, чем яровые, используют весенние запасы влаги и питательных веществ. Весной они быстро наращивают вегетативную массу и меньше страдают от весенних засух [4].

Озимая пшеница принадлежит к числу наиболее ценных и высокоурожайных зерновых культур. Зерно богато клейковинными белками и другими ценными веществами, поэтому оно широко используется для продовольственных целей, в особенности в хлебопечении и кондитерской промышленности, а также для производства макарон, крупы, вермишели и других продуктов. Пшеничные отруби – высококонцентрированный корм для всех видов сельскохозяйственных животных [2].

В Кемеровской области на сегодняшний день возделываются преимущественно яровые зерновые культуры, под которыми занято 653 тыс. га. Их доля в структуре посевных площадей составляет 96,8 % и только 3,2 % – под озимыми. В частности под посев озимых культур в Кемеровской области в 2013 году было выделено 24330 га посевных площадей, из них 60,4 % составляет озимая рожь, 34,5 % – озимая пшеница, 1,8 % – озимый ячмень и 3,3 % – озимый тритикале.

Положительные особенности озимой пшеницы обуславливают стремление поиска исследований возможности ее выращивания в нетрадиционных зонах, к которым относится Кемеровская область.

Как известно, попытки перенести опыт других регионов, широко занимающихся производством данной культуры, часто заканчиваются неудачей. С позиции адаптивного растениеводства проблема требует решения, исходя из изучения продуктивности в конкретных условиях произрастания.

В настоящее время основной задачей становится создание экологически пластичных сортов, обеспечивающих достаточно высокую урожайность в благоприятных условиях возделывания и ее стабильность в стрессовых условиях [1, 3, 6, 7].

К сожалению, несмотря на достаточный срок сортоиспытания сортов озимой пшеницы, практически отсутствуют научные данные об особенностях формирования ее урожайности в данных агроэкологических условиях.

Анализ показывает, что озимая пшеница не только не получает распространение в посевах хозяйств Кемеровской области, но ее сортоиспытание весьма ограничено.

Вопросы экологической пластичности сортов озимой пшеницы в условиях данного региона изучены недостаточно. В связи с этим была поставлена цель исследований – дать всестороннюю оценку по параметрам урожайности, экологической стабильности и пластичности сортам озимой пшеницы селекции ГНУ СИБНИИСХ, ГНУ СИБНИИРС и института цитологии и генетики СО РАН.

Объекты и методы исследования. Исследования выполнены на полях Яшкинского государственного сортоиспытательного участка (ГСУ), расположенного в лесостепной природно-климатической зоне Кемеровской области.

Почвы зоны в основном светло-серые лесные, содержание гумуса составляет 1,6–3,4 %, подвижного фосфора и калия – 6 и 10 мг на 100 г [5].

Территория Яшкинского ГСУ относится к умеренно-прохладному, умеренно-увлажненному агроклиматическому подрайону. Зима холодная и продолжительная.

Весной характерно стремительное нарастание тепла, приводящее к интенсивному таянию снега. Глубоко промерзшие зимой почвы медленно оттаивают весной, за счет чего значительная часть талых вод не впитывается в почву. Это негативно отражается на запасах продуктивной влаги в почве. Возможен возврат холодов до минус 6–8 0С, часто сопровождающихся выпадением снега.

Лето в основном жаркое. Средняя температура в июле составляет +18,3 0С. Сумма положительных температур выше +10 0С колеблется от 1600 0С до 1800 0С. Сумма осадков за май-август по среднемноголетним данным составляет 450 мм.

Продолжительность периода с температурой воздуха выше 0 0С составляет 188 дней, выше +5 0С – 153 дня, выше +10 0С – 112 дней. Продолжительность безморозного периода – 96 дней, вегетационного – 153 дня.

Для сравнительной характеристики урожайности сортов озимой пшеницы за период с 2008 по 2012 год использовались результаты испытания сельскохозяйственных культур на Яшкинском ГСУ.

В качестве объекта исследований использованы шесть перспективных среднеспелых мягких сортов озимой пшеницы: Омская 4 (оригинатор – ГНУ Сибирский НИИСХ), Кулундинка (оригинатор – институт цитологии и генетики СО РАН), Бийская озимая (оригинатор – ГНУ Сибирский НИИСХ), Новосибирская 9 (оригинатор – ГНУ СибНИИРСРоссельхозакадемии), Новосибирская 40 (оригинатор – ГНУ СибНИИРСРоссельхозакадемии), Новосибирская 51 (оригинатор – ГНУ СибНИИРСРоссельхозакадемии). За стандарт был принят сорт Омская 4.

Агротехника возделывания на Яшкинском сортоиспытательном участке общепринятая в Кемеровской области. Предшественник – черный пар. Площадь делянки – 25 м2, повторность четырехкратная. Все сорта изучались на естественном фоне без внесения удобрения и без защиты посевов от вредных организмов.

Экологическую пластичность сортов определяли по Эберхарту и Расселу (в изложении В.З. Пакудина) [6].

Показатель гомеостатичности (Hom) вычисляли по В.В. Хангильдину [8] по формуле:

где x – средняя урожайность, ц/га;

x_opt – среднее значение урожайности на оптимальном фоне, ц/га;

x_lim – среднее значение урожайности на лимитированном фоне, ц/га;

σ – стандартное отклонение.

Годы проведения исследований различались по гидротермическому режиму (табл.1), что позволило всесторонне оценить адаптивность изучаемых сортов озимой пшеницы к климатическим условиям лесостепной зоны Кемеровской области.

Метеорологические условия 2008 года в начальный период весенней вегетации (май) для озимой пшеницы характеризовался низкой влагообеспеченностью. Июнь был теплым и достаточно влажным. Репродуктивный период проходил при низкой влагообеспеченности и повышенной температуре, что отрицательно сказалось на урожайности пшеницы.

Таблица 1. Динамика суммы осадков и суммы эффективных температур за период май-август, 2008–2012 гг.

Приводится сравнительная характеристика 16 сортов озимой мягкой пшеницы, возделываемых в Ульяновской области, по урожайности и различным показателям экологической адаптивности: величине реализации потенциала урожайности, пластичности, стабильности, гомеостатичности, стрессоустойчивости, коэффициенту адаптивности. Установлено влияние на величину урожайности зерна озимой мягкой пшеницы внешних условий (77,8 %), сорта (2,7 %) и взаимодействия факторов (13,3 %)

Скачивания

Биографии авторов

Надежда Николаевна Захарова, Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина

Николай Григорьевич Захаров, Ульяновский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина

Библиографические ссылки

Агробиологическая характеристика голозерных сортов ячменя селекции омского АНЦ / П.Н. Николаев [и др.] // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. – 2019. –№ 180 (1). – C. 38–43.

Давыдова Н.В., Малько А.М. Свобода выбора: актуальные сорта // Новое сельское хозяйство. – 2012. – №2. – С.52–55.

Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.

Захарова Н.Н., Захаров Н.Г. Экологическая адаптивность сортов озимой мягкой пшеницы // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – 2015. – № 1(29). – C. 15–21.

Неттевич Э.Д. Влияние условий возделывания и продолжительности изучения на результаты оценки сорта по урожайности // Вестник РАСХН. – 2001. – № 3. – С. 34–38.

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

Рыбась И.А. Повышение адаптивности в селекции зерновых культур (обзор) // Сельскохозяйственная биология. – 2016. – Т.51. – № 5. – С. 617–626.

Сапега В.А., Турсумбекова Г.Ш. Оценка взаимодействия генотип-среда и гомеостатичность сортов ячменя // Известия ТСХА. – 2013. – Вып. 6. – С. 82–93.

Сравнительная оценка зерновой продуктивности и параметров адаптивности сортов озимой пшеницы / Л.А. Кононенко [и др.] // Зерновое хозяйство России. – 2010. – № 5(11). – С. 55–58.

Тупицын Н.В. Некоторые аспекты сортовой стратегии на примере Средневолжского региона России // Сельскохозяйственная биология. – 1999. – № 1. – С. 95–97.

Хангильдин В.В., Шаяхметов И.Ф., Мардамшин А.Г. Гомеостаз компонентов урожая зерна и предпосылки к созданию модели сорта яровой пшеницы // Генетический анализ количественных признаков растений: сб. ст. – Уфа, 1979. – С. 5–39.

Экологическая пластичность и стабильность новых сортов – потомков Безостой 1 по урожайности / Безостая 1 – 50 лет триумфа; И.Н. Кудряшов [и др.] // Сборник материалов конференции. – Краснодар, 2005. – С. 169–177.

Ключевые слова

Об авторах

Сибирский научно-исследовательский институт растениеводства и селекции - филиал Института цитологии и генетики СО РАН
Россия

Список литературы

2. Ионова Е.В., Газе В.Л., Некрасов Е.И. Перспективы использования адаптивного районирования и адаптивной селекции сельскохозяйственных культур // Зерн. хоз-во России. - 2013. - № 3 (27). - С. 19-21.

3. Жученко А.А. Эколого-генетические основы адаптивной системы селекции растений // С.-х. биология. - 2000. - № 3. - С. 55-60.

4. Алабушев А.В. Адаптивный потенциал сортов зерновых культур // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2013. - № 2 (6). - С. 47-51.

5. Агеева Е.В., Лихенко И.Е., Советов В.В., Пискарев В.В. Экологическая пластичность пшеницы в лесостепи Западной Сибири // Достижения науки и техники АПК. - 2014. - № 1. - С. 22-28.

6. Рыбась И.А. Оценка сортов озимой мягкой пшеницы по урожайности и параметрам адаптивности // Зерн. хоз-во России. - 2014. - № 1 (31). - С. 31-39.

7. Розова М.А., Янченко В.И., Мельник В.М. Экологическая пластичность яровой твердой пшеницы в условиях Алтая. - Барнаул, 2010. - 148 с.

8. Валекжанин В.С., Коробейников Н.И. Адаптивность сортов и линий яровой мягкой пшеницы по урожайности и элементам ее структуры в условиях Приобской лесостепи Алтайского края // Вестн. Алтайского ГАУ. - 2012. - № 6 (92). - С. 10-14.

9. Зыкин В.А., Белан И.А., Юсов В.С. и др. Методика расчета и оценки параметров экологической пластичности сельскохозяйственных растений. - Уфа, 2005. - 100 с.

10. Мартынов С.П. Оценка экологической пластичности сортов сельскохозяйственных культур // С.-х. биология. - 1989. - № 3. - С. 124-128.

Читайте также: