Генотип-средовое взаимодействие, урожайность и адаптивный потенциал сортов яровой пшеницы
- Авторы: Сапега В.А.1
-
Учреждения:
- Тюменский индустриальный университет
- Выпуск: № 3 (2019)
- Страницы: 10-15
- Раздел: Растениеводство
- URL: https://journals.eco-vector.com/2500-2627/article/view/14285
- DOI: https://doi.org/10.31857/S2500-26272019310-15
- ID: 14285
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Проведена оценка урожайности и параметров адаптивности допущенных к использованию и перспективных среднеспелых и среднепоздних сортов яровой пшеницы в условиях Северного Зауралья. Сорта испытывали в 2014-2016 гг. по паровому предшественнику в трех природно-климатических зонах: подтайге (II зона), северной лесостепи (III зона) и южной лесостепи (IV зона). Наибольшее взаимодействие генотип – среда отмечено при расчете корреляционной зависимости между урожайностью сортов в различные годы испытания в условиях южной лесостепной зоны (от r=-0,07±0,28 до r=0,41±0,25). Согласно оценке сортов яровой пшеницы по урожайности и параметрам адаптивности в 9 средах (3 года х 3 ГСУ), наибольшей максимальной и средней урожайностью в группе среднеспелых характеризуется допущенный к использованию сорт Авиада (соответственно 5,86 и 3,78 т/га), а в группе среднепоздних – перспективный сорт Квинтус (6,98 и 4,58 т/га). Отмечена значительная изменчивость урожайности. В группе среднеспелых сортов ее величина составила от 23,0 (Икар) до 29,9 % (Авиада), у среднепоздних – от 25,6 (Рикс) до 31,6 % (Квинтус). Стрессоустойчивость сортов оказалась низкой независимо от группы спелости. В группе среднеспелых наибольший показатель стрессоустойчивости был у сорта Икар (-2,32), у среднепоздних – у Рикс (-2,54). Наибольшая средняя урожайность в контрастных условиях у среднеспелых сортов отмечена у сорта Авиада (4,24 т/га), у среднепоздних – у Квинтус (4,73 т/га). По отзывчивости на изменение условий выделены три группы сортов: сильно отзывчивые (среднеспелые Лютесценс 70, Авиада, среднепоздние Мелодия, Квинтус), пластичные (среднеспелые Чернява 13, Скэнт 3, Омская 36, Тюменская 25, Тюменская 29, среднепоздние Ингала, Ямальская) и слабо отзывчивые (среднеспелые Икар, Сигма, среднепоздние Рикс, Степная Нива). У всех сортов независимо от группы спелости определена низкая гомеостатичность. Лучшим по гомеостатичности в группе среднеспелых был сорт Икар (Hom=6,59), у среднепоздних – Рикс (Hom=5,48). Все сорта в целом характеризовались низкой общей адаптивной способностью (ОАС). Сравнительно высокие ее значения в группе среднеспелых выявлены у сорта Авиада (ОАС=0,19), среднепоздних – у Квинтус (ОАС=0,50). На основе комплексной оценки сортов по урожайности и параметрам адаптивности лучшими среднеспелыми сортами в условиях Северного Зауралья признаны Тюменская 25 и Тюменская 29, у среднепоздних – Мелодия и Ингала.
Полный текст
Западная Сибирь – крупнейший регион производства яровой пшеницы в стране. Разнообразие его природно-климатических зон позволяет возделывать сорта различных групп спелости [1]. В повышении урожайности зерновых культур и, в частности яровой пшеницы, ведущая роль отводится сорту [2]. На формирование уровня урожайности в процессе роста и развития растений существенно влияет генотип-средовое взаимодействие [3], которое обусловливает смену рангов продуктивности в наборе сортов при их испытании в разные годы в одной географической точке или в один год в разных точках [4]. В основе биологического механизма эффектов взаимодействия генотип – среда лежит смена спектра продуктов генов в клетках и тканях сортов и детерминирующих признак при смене лим-фактора среды [5].
Важная задача селекции – не только повышение продуктивности растений, но и сочетание ее с устойчивостью к абиотическим и биотическим стрессам [6, 7]. Критерием адаптационной способности растений служит их устойчивость к неблагоприятным условиям среды [8]. Достаточно высокую урожайность в благоприятных условиях возделывания и ее стабильность в стрессовых условиях обеспечивают экологически пластичные сорта [9, 10]. С экологической адаптивностью связано проявление гомеостаза. Показателем гомеостатичности селекционных сортов может служить низкая вариабельность признаков продуктивности [11].
Число сортов, допущенных к использованию, ежегодно возрастает. В 2017 г. в Тюменской области допущено к использованию 8 среднеспелых и 2 среднепоздних сорта яровой пшеницы, большинство из которых районировано во всех природно-климатических зонах. Потенциал их урожайности достаточно высокий, но его реализация в годы с жестким характером погодных условий резко снижается из-за недостаточной адаптивности. Это указывает на необходимость комплексного подхода в отборе и оценке сортов, как в селекционном процессе, так и в сортоиспытании, что и предопределило актуальность наших исследований.
Цель настоящей работы заключалась в оценке генотип-средового взаимодействия, урожайности и адаптивности сортов яровой пшеницы, а также в выделении лучших из них в условиях региона на основе комплексной оценки.
Методика. Объектом исследования служили допущенные к использованию и перспективные среднеспелые и среднепоздние сорта яровой пшеницы, которые испытывали в 2014-2016 гг. в трех природно-климатических зонах Тюменской области – подтайге (II зона, Нижне-Тавдинский госсортоучасток – ГСУ), северной лесостепи (III зона, Ишимский ГСУ) и южной лесостепи (IVзона, Бердюжский ГСУ). Предшественником в годы испытания был чистый пар. Норма высева – 6,5 и 6,0 млн всхожих семян на 1 га соответственно во II и III, IV природно-климатических зонах. Срок посева – третья декада мая. Учетная площадь делянки составляла 25 м2 повторность – 4-кратная, размещение сортов в опыте – рендомизированное.
Индекс условий среды (Ij) и экологическую пластичность сортов (коэффициент регрессии, bi) определяли по методике S.A. Eberhart, W.A.Russell [12]. Среднюю урожайность сортов (), ее изменчивость (коэффициент вариации, CV, %), а также взаимодействие генотип – среда (коэффициент корреляции (r) и его ошибка (Sr) определяли по Б.А. Доспехову [13]. Стрессоустойчивость сортов (Ƴ1-Ƴ2) и их среднюю урожайность в контрастных условиях (Ƴ1+Ƴ2/2) рассчитывали по уравнениям A.A. Rossielle, J. Hemblin [14] в изложении А.А. Гончаренко [15]. Гомеостатичность (Hom) сортов яровой пшеницы, а также их общую адаптивную способность (ОАС) определяли соответственно по методикам В.В. Хангильдина [11] и А.В. Кильчевского, Л.В. Хотылевой [16].
Результаты и обсуждение. Условия среды в годы испытания сортов яровой пшеницы были контрастными. Независимо от природно-климатической зоны и группы спелости сортов, исходя из величины индекса (Ij), они оказались благоприятными в 2014 г., а неблагоприятными – в 2015 и 2016 гг. (табл. 1). Наиболее благоприятные условия для роста и развития среднеспелых сортов сложились в 2014 г. в зоне северной лесостепи (Ij=1,02), для среднепоздних – в зоне подтайги (Ij=1,30). Независимо от группы спелости сортов худшие условия отмечены в 2015 г. в зоне северной лесостепи.
Табл. 1. Индексы условий среды, урожайность и ранги сортов яровой пшеницы (в годы испытания в пределах одного и того же пункта (ГСУ) / в пунктах (ГСУ) испытания в пределах одного и того же года)
Сорт | II зона, подтайга | III зона, северная лесостепь | IV зона, южная лесостепь | |||||||||||||||
2014 г. | 2015 г. | 2016 г. | 2014 г. | 2015 г. | 2016 г. | 2014 г. | 2015 г. | 2016 г. | ||||||||||
т/га | ранг | т/га | ранг | т/га | ранг | т/га | ранг | т/га | ранг | т/га | ранг | т/га | ранг | т/га | ранг | т/га | ранг | |
Среднеспелые сорта | ||||||||||||||||||
Лютесценс 70 | 4,67 | 1/2 | 2,55 | 3/2 | 3,50 | 2/2 | 5,27 | 1/1 | 2,85 | 3/1 | 4,04 | 2/1 | 3,08 | 1/3 | 2,37 | 3/3 | 2,62 | 2/3 |
Чернява 13 | 4,18 | 1/2 | 2,71 | 3/3 | 3,58 | 2/2 | 5,44 | 1/1 | 3,46 | 3/1 | 4,08 | 2/1 | 3,60 | 1/3 | 2,88 | 2/2 | 2,57 | 3/3 |
Икар | 4,44 | 1/2 | 2,73 | 3/3 | 3,53 | 2/2 | 5,02 | 1/1 | 3,43 | 3/1 | 3,95 | 2/1 | 2,94 | 1/3 | 2,90 | 2/2 | 2,70 | 3/3 |
Скэнт 3 | 4,51 | 1/2 | 3,13 | 3/1 | 3,35 | 2/1 | 4,66 | 1/1 | 2,45 | 3/3 | 2,73 | 2/2 | 3,12 | 1/3 | 2,60 | 2/2 | 1,85 | 3/3 |
Авиада | 4,94 | 1/2 | 2,67 | 3/2 | 3,96 | 2/2 | 5,86 | 1/1 | 3,20 | 3/1 | 4,34 | 2/1 | 3,74 | 1/3 | 2,67 | 2/2 | 2,62 | 3/3 |
Омская 36 | 4,80 | 1/2 | 3,14 | 2/1 | 3,01 | 3/2 | 4,91 | 1/1 | 2,99 | 3/2 | 4,37 | 2/1 | 3,19 | 1/3 | 2,55 | 3/3 | 2,72 | 2/3 |
Тюменская 25 | 4,53 | 1/2 | 3,14 | 3/2 | 4,01 | 2/2 | 5,55 | 1/1 | 3,46 | 3/1 | 4,02 | 2/1 | 3,37 | 1/3 | 2,68 | 2/3 | 2,44 | 3/3 |
Тюменская 29 | 4,34 | 1/2 | 3,42 | 3/1 | 3,88 | 2/2 | 5,71 | 1/1 | 3,34 | 3/2 | 4,14 | 2/1 | 3,52 | 1/3 | 2,67 | 2/3 | 2,54 | 3/3 |
Сигма | 5,42 | 1/1 | 3,51 | 2/1 | 3,51 | 2/2 | 4,33 | 2/2 | 3,48 | 3/2 | 4,65 | 1/1 | 3,91 | 1/3 | 2,32 | 3/3 | 2,83 | 2/3 |
.., т/га | 4,65 |
| 3,00 |
| 3,59 |
| 5,19 |
| 3,18 |
| 4,15 |
| 3,38 |
| 2,63 |
| 2,54 |
|
Индекс условий среды (Ij) | 0,90 |
| -0,75 |
| -0,16 |
| 1,02 |
| -0,99 |
| -0,02 |
| 0,53 |
| -0,22 |
| -0,31 |
|
Среднепоздние сорта | ||||||||||||||||||
Рикс | 4,92 | 1/1 | 3,26 | 3/2 | 3,73 | 2/1 | 4,91 | 1/2 | 3,27 | 3/1 | 3,47 | 2/2 | 3,73 | 1/3 | 2,38 | 3/3 | 2,39 | 2/3 |
Мелодия | 6,15 | 1/2 | 4,20 | 2/1 | 3,49 | 3/2 | 6,16 | 1/1 | 3,78 | 3/2 | 4,57 | 2/1 | 4,25 | 1/3 | 2,91 | 2/3 | 2,58 | 3/3 |
Ингала | 6,00 | 1/1 | 4,03 | 2/1 | 3,57 | 3/2 | 5,86 | 1/2 | 3,88 | 3/2 | 5,08 | 2/1 | 3,73 | 1/3 | 3,13 | 2/3 | 2,40 | 3/3 |
Квинтус | 6,98 | 1/1 | 5,54 | 2/1 | 5,01 | 3/1 | 6,03 | 1/2 | 3,95 | 3/2 | 4,26 | 2/2 | 4,10 | 1/3 | 2,92 | 2/3 | 2,48 | 3/3 |
Степная Нива | 5,37 | 1/1 | 3,58 | 2/2 | 2,89 | 3/2 | 5,24 | 1/2 | 3,64 | 3/1 | 3,79 | 2/1 | 3,97 | 1/3 | 2,94 | 2/3 | 2,38 | 3/3 |
Ямальская | 5,62 | 1/2 | 3,41 | 3/2 | 4,04 | 2/2 | 5,70 | 1/1 | 4,03 | 3/1 | 5,03 | 2/1 | 3,99 | 1/3 | 2,88 | 2/3 | 2,83 | 3/3 |
.., т/га | 5,84 |
| 4,00 |
| 3,79 |
| 5,65 |
| 3,76 |
| 4,37 |
| 3,96 |
| 2,86 |
| 2,51 |
|
Индекс условий среды (Ij) | 1,30 |
| -0,54 |
| -0,75 |
| 1,06 |
| -0,83 |
| -0,22 |
| 0,85 |
| -0,25 |
| -0,60 |
|
Непостоянство условий среды сказалось на значительной вариабельности урожайности как отдельного сорта, так и в среднем по сортам. Так, в зоне северной лесостепи у среднеспелых сортов среднесортовая урожайность варьировала от 3,18 т/га в 2015 г. при индексе условий -0,99 до 5,19 т/га в 2014 г. при индексе условий 1,02. Ее снижение в этой зоне в 2015 г. по сравнению с 2014 г. составило 2,01 т/га.
Мы выявили четкую смену рангов сортов по величине урожайности по годам испытания в пределах пункта (ГСУ) и по пунктам (ГСУ) в пределах года испытания, что указывает на наличие генотип-средового взаимодействия и согласуется с данными исследований других авторов [4, 5]. Оценка взаимодействия генотип – среда методом корреляционного анализа по первой схеме (генотип – условия различных лет в пределах природно-климатической зоны) и по второй (генотип – условия различных природно-климатических зон в пределах года) показала различную его величину. В целом взаимодействие было наибольшим при учете условий года в пределах природно-климатической зоны (табл.2).
Наибольшее взаимодействие генотип – среда в пределах года отмечено в 2016 г. при расчете корреляционной зависимости между урожайностью сортов в условиях подтайги и южной лесостепи (r = 0,09±0,28), а наименьшее в пределах года – в 2014 г. между урожайностью в условиях подтайги и южной лесостепи (r= 0,78±0,17). В природно-климатической зоне наибольшее генотип-средовое взаимодействие оказалось в зоне южной лесостепи при расчете корреляции между урожайностью сортов в 2015 и 2016 гг. (r = -0,07±0,28). Наименьшим оно было в годы испытания сортов в зоне подтайги при расчете корреляционной зависимости между урожайностью в 2014 и 2015 гг. (r = 0,87±0,14).
Табл. 2. Взаимодействие генотип – среда по урожайности у сортов яровой пшеницы (n=15)
Год | Взаимодействие генотип –условия природно-климатической зоны в пределах года испытания | Коэффициент корреляции и его ошибка | Природно-климатическая зона | Взаимодействие генотип –условия года в пределах природно-климатической зоны | Коэффициент корреляции и его ошибка |
2014 | II, подтайга х III, северная лесостепь | 0,63±0,22٭ | II, подтайга | 2014 х 2015 | 0,87±0,14٭ |
II, подтайга х IV, южная лесостепь | 0,78±0,17٭ | 2014 х 2016 | 0,56±0,23٭ | ||
III, северная лесостепь х IV, южная лесостепь | 0,43±0,25 | 2015 х 2016 | 0,52±0,24٭ | ||
2015 | II, подтайга х III, северная лесостепь | 0,60±0,22٭ | III, северная лесостепь | 2014 х 2015 | 0,58±0,22٭ |
II, подтайга х IV, южная лесостепь | 0,42±0,25 | 2014 х 2016 | 0,39±0,26 | ||
III, северная лесостепь х IV, южная лесостепь | 0,65±0,21٭ | 2015 х 2016 | 0,57±0,23٭ | ||
2016 | II, подтайга х III, северная лесостепь | 0,16±0,27 | IV, южная лесостепь | 2014 х 2015 | 0,41±0,25 |
II, подтайга х IV, южная лесостепь | 0,09±0,28 | 2014 х 2016 | 0,18±0,27 | ||
III, северная лесостепь х IV, южная лесостепь | 0,50±0,24 | 2015 х 2016 | -0,07±0,28 |
٭Достоверно при t05.
Оценка сортов яровой пшеницы в целом по региону Северного Зауралья, то есть в условиях 9 сред (3 года х 3 ГСУ), показала, что самая низкая (min) урожайность – у среднеспелого сорта Скэнт 3 (1,85 т/га) и среднепоздних сортов Рикс и Степная Нива – соответственно по 2,38 т/га (табл. 3).
Табл.3. Урожайность и параметры адаптивности сортов яровой пшеницы, 2014-2016 гг. (3 года х 3 ГСУ=9 сред)
Сорт | Год до-пуска к исполь-зованию | Урожайность, т/га | Средняя | v, % | Ƴ1-Ƴ2 | Ƴ1+Ƴ2/2 | bi | Hom | ОАС | ||
Min (Ƴ1) | Max (Ƴ2) | т/га | % | ||||||||
Среднеспелые сорта (% к сорту Лютесценс 70) | |||||||||||
Лютесценс 70 | 1993 | 2,37 | 5,27 | 3,44 | 100,0 | 29,6 | -2,90 | 3,82 | 1,11 | 4,00 | -0,15 |
Чернява 13 | 2000 | 2,57 | 5,44 | 3,61 | 104,9 | 24,6 | -2,87 | 4,00 | 0,94 | 5,10 | 0,02 |
Икар | 2001 | 2,70 | 5,02 | 3,52 | 102,3 | 23,0 | -2,32 | 3,86 | 0,86 | 6,59 | -0,07 |
Скэнт 3 | 2003 | 1,85 | 4,66 | 3,27 | 95,0 | 28,4 | -2,81 | 3,26 | 0,97 | 4,09 | -0,32 |
Авиада | 2004 | 2,62 | 5,86 | 3,78 | 109,9 | 29,9 | -3,24 | 4,24 | 1,22 | 3,90 | 0,19 |
Омская 36 | 2008 | 2,55 | 4,91 | 3,52 | 102,3 | 25,8 | -2,36 | 3,73 | 0,96 | 5,77 | -0,07 |
Тюменская 25 | 2012 | 2,44 | 5,55 | 3,69 | 107,3 | 26,0 | -3,11 | 4,00 | 1,04 | 4,56 | 0,10 |
Тюменская 29 | 2013 | 2,54 | 5,71 | 3,73 | 108,4 | 25,7 | -3,17 | 4,12 | 1,02 | 4,57 | 0,14 |
Сигма | - | 2,32 | 5,42 | 3,77 | 109,6 | 24,9 | -3,10 | 3,87 | 0,88 | 4,88 | 0,18 |
Среднепоздние сорта (% к сорту Рикс) | |||||||||||
Рикс | 2011 | 2,38 | 4,92 | 3,56 | 100,0 | 25,6 | -2,54 | 3,65 | 0,80 | 5,48 | -0,52 |
Мелодия | 2015 | 2,58 | 6,16 | 4,23 | 118,8 | 29,8 | -3,58 | 4,37 | 1,14 | 3,97 | 0,15 |
Ингала | - | 2,40 | 6,00 | 4,19 | 117,7 | 29,1 | -3,60 | 4,20 | 1,08 | 4,00 | 0,11 |
Квинтус | - | 2,48 | 6,98 | 4,58 | 128,6 | 31,6 | -4,50 | 4,73 | 1,21 | 3,21 | 0,50 |
Степная Нива | - | 2,38 | 5,37 | 3,76 | 105,6 | 26,9 | -2,99 | 3,88 | 0,88 | 4,68 | -0,32 |
Ямальская | - | 2,83 | 5,70 | 4,17 | 117,1 | 25,9 | -2,87 | 4,26 | 0,93 | 5,61 | 0,09 |
Наибольшей максимальной (max) и средней урожайностью у среднеспелых характеризовался допущенный к использованию сорт Авиада (соответственно 5,86 и 3,78 т/га), у среднепоздних – перспективный сорт Квинтус (6,98 и 4,58 т/га). Мы выявили повышение урожайности во временной динамике допуска сортов к использованию, что подтверждает результаты исследований других авторов [2, 17]. Изменчивость урожайности оказалась значительной независимо от группы спелости сортов. У среднеспелых она характеризовалась величиной от 23,0 (Икар) до 29,9% (Авиада), у среднепоздних – от 25,6 (Рикс) до 31,6 % (Квинтус).
Стрессоустойчивость – важнейший показатель сортов в регионах со значительной вариабельностью погодных условий во времени и пространстве, влияющий на стабильность урожайности и в целом зернового производства. При равной урожайности преимущество будет иметь сорт с максимальной экологической приспособленностью [18].
У изучаемых сортов, особенно у среднепоздних, стрессоустойчивость была невысокой (табл. 3). Лучшие показатели среди среднеспелых отмечены у сорта Икар (-2,32), в группе среднепоздних – у Рикc (-2,54).С ростом потенциала урожайности сортов величина этого показателя снижалась, что согласуется с выводами некоторых ученых об уменьшении адаптивности создаваемых в последние годы сортов по мере повышения их интенсивности [15, 18].
Ценная характеристика сортов – уровень их урожайности в контрастных (стрессовых и нестрессовых) условиях [15]. По данным наших исследований, самая высокая средняя урожайность в таких условиях отмечена у среднепоздних сортов. Наибольшей ее величиной в группе среднеспелых характеризовался допущенный к использованию сорт Авиада (4,24 т/га), у среднепоздних – перспективный сорт Квинтус (4,73 т/га). Необходимо отметить, что у выделившихся сортов данный уровень урожайности формировался в первую очередь за счет ее максимальной величины в благоприятных условиях, но вместе с тем значительный разрыв между урожайностью в неблагоприятных и благоприятных условиях (Ƴ1-Ƴ2), отражающий сильную реакцию генотипов на смену лим-факторов, обусловил низкую стрессоустойчивость этих сортов.
Оценка пластичности генотипов, согласно модели Eberhart, Russell [12], основана на расчете коэффициента линейной регрессии, характеризующего отзывчивость сортов на изменение условий. Независимо от группы спелости мы выделили три группы сортов по степени отзывчивости на изменение условий: сильно отзывчивые (bi>1), пластичные (bi близко и равно единице) и слабо отзывчивые (bi<1) (табл. 3). Сильная отзывчивость на изменение условий отмечена у среднеспелых сортов Лютесценс 70 (bi=1,11), Авиада (bi=1,22) и среднепоздних Мелодия (bi=1,14) и Квинтус (bi=1,21). Они характеризуются высоким потенциалом урожайности, относятся к интенсивным сортам, но мало приспособлены к неблагоприятным условиям из-за сильной вариабельности урожайности и низкой стрессоустойчивости. Их адаптация специфична. Максимум отдачи в производственных условиях эти сорта дадут при возделывании в зонах с благоприятным комплексом агрометеорологических условий, а также при высоком уровне культуры земледелия.
Большинство среднеспелых сортов (Чернява 13, Скэнт 3, Омская 36, Тюменская 25, Тюменская 29) и среднепоздние Ингала, Ямальская отнесены к группе пластичных с коэффициентом регрессии, близким или равным единице. Изменение урожайности у них полностью соответствует изменению условий выращивания. Такие сорта в производстве более эффективны при выращивании на средних агрофонах, а также в годы со средними по выраженности показателями погодных условий. Слабая отзывчивость на изменение условий выявлена у среднеспелых сортов Икар (bi=0,86), Сигма (bi=0,88) и среднепоздних Рикс (bi=0,80), Степная Нива (bi=0,88). Они характеризуются меньшим потенциалом урожайности, низкой ее вариабельностью, но наряду с этим данные сорта лучше адаптированы к средним и худшим средам, что необходимо учитывать при их производственном использовании.
Помимо продуктивности, важное значение, особенно в Западной Сибири, имеет показатель стабильности урожая в разных условиях, связанный с широкой гомеостатичностью генотипов [11, 19]. У изученных сортов он сравнительно низкий независимо от группы спелости (табл. 3). Самая высокая гомеостатичность отмечена у среднеспелого сорта Икар (Hom=6,59) и среднепозднего Рикс (Hom=5,48), что обусловливает сравнительно низкую вариабельность их урожайности и повышенную стрессоустойчивость по сравнению с другими сортами. Самой низкой гомеостатичностью характеризовались сорта Авиада (Hom=3,90) и Квинтус (Hom=3,21) с наибольшим потенциалом и средней урожайностью, но вместе с тем высокой ее вариабельностью и низкой стрессоустойчивостью. Это свидетельствует о снижении адаптивности по мере повышения продуктивности у вновь создаваемых сортов, а также о трудности сочетать в одном генотипе высокую продуктивность и экологическую устойчивость, на что указывает ряд исследователей [7, 18].
Одно из приоритетных направлений селекции – создание адаптивных сортов, обеспечивающих высокую и стабильную урожайность в различных условиях произрастания [16, 18, 20]. Оценка сортов яровой пшеницы по общей адаптивной способности (ОАС) выявила в целом низкое значение данного показателя (табл. 3). Наибольшая общая адаптивная способность отмечена у допущенного к использованию среднеспелого сорта Авиада (ОАС=0,19), а также перспективного среднепозднего сорта Квинтус (ОАС=0,50). Необходимо отметить, что сорта с высокой ОАС представляют ценность только в сочетании с низкой изменчивостью урожайности, то есть такие сорта должны формировать высокую и стабильную урожайность как по годам, так и пунктам. Как видно из представленных данных, эти сорта не соответствуют такому критерию. Наиболее низкими значениями ОАС характеризовались допущенные к использованию среднеспелый Скэнт 3 (ОАС=-0,32) и среднепоздний Рикс (ОАС=-0,52). На основе комплексной оценки по урожайности и параметрам адаптивности лучшими среднеспелыми сортами в условиях региона признаны Тюменская 25 и Тюменская 29, а среднепоздними – Мелодия и Ингала.
Таким образом, оценка сортов яровой пшеницы двух групп спелости по урожайности и адаптивности в различных природно-климатических зонах Северного Зауралья выявила значительную вариабельность условий среды в пунктах испытания и генотип-средовое взаимодействие. Изученные сорта характеризовались высоким потенциалом урожайности, но также значительной ее изменчивостью и низкой стрессоустойчивостью. Большинство сортов по отзывчивости на изменение условий относится к пластичным, их гомеостатичность и общая адаптивная способность сравнительно низкие, что не позволяет им в максимальной степени реализовать генетический потенциал, особенно в годы с неблагоприятным комплексом погодных условий.
Основная причина сравнительно низкого уровня адаптивного потенциала (сочетание высокой урожайности с ее экологической устойчивостью) изученных сортов связана в первую очередь с тем, что при их отборе в селекционном процессе, а также в системе госсортоиспытания главным критерием служит уровень продуктивности. Для решения проблемы дальнейшего повышения урожайности и особенно адаптивного потенциала сортов мы предлагаем проводить их комплексную оценку в первую очередь в селекцентрах, на этапе конкурсного испытания по урожайности и основным параметрам адаптивности: изменчивости, отзывчивости на изменение условий и стабильности.
В системе госсортоиспытания в целях повышения репрезентативности оценок сортов, а также достоверности заключений об их допуске к использованию и районированию необходимо увеличить число сортоучастков, особенно в зонах с жестким и непредсказуемым характером погодных условий, а также проводить испытание сортов в течение не менее трех лет по различным фонам (пар, стерня). Наряду с этим следует оценивать сорта хотя бы по трем основным параметрам: урожайность, отзывчивость на изменение условий и стабильность. Такая комплексная оценка сортов в системе селекция – сортоиспытание позволит повысить ее достоверность и главное – выделить сорта в пределах каждой природно-климатической зоны с высокими значениями параметров урожайности и адаптивности, что будет способствовать росту и стабильности зернового производства.
Об авторах
В. А. Сапега
Тюменский индустриальный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: sapegavalerii@rambler.ru
доктор сельскохозяйственных наук
Россия, 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38Список литературы
- Аносов С.И., Советов В.В., Лихенко И.Е., Агеева Е.В., Лихенко Н.И., Шрайбер П.П. Создание среднеспелых сортов яровой пшеницы//Сибирский вестник с.-х. науки. – 2015. –№ 4(245). – С. 20–25.
- Захаров В.Г., Яковлева О.Д. Изменение урожайности и элементов ее структуры у сортов яровой пшеницы разных периодов сортосмены // Достижения науки и техники АПК. – 2015. – № 29 (10). – С. 53–57.
- Bacha T., Alemerew S., Tadesse Z. Genotype x environment interaction and yield stability of bread wheat (Triticum aestivum L.) genotype in Ethiopia using the ammi analysis// Journal of biology, agriculture and healthcare. – 2015. –№ 5 (11). – Р.129–139.
- Комаров Н.М. Некоторые аспекты проблемы взаимодействия «генотип-среда»//Достижения науки и техники АПК. – 2012. – № 7. – С. 39–41.
- Драгавцев В.А., Драгавцева И.А., Ефимова И.Л., Моринец А.С., Савин И.Ю. Управление взаимодействием «генотип-среда» – важнейший рычаг повышения урожаев сельскохозяйственных растений //Труды Кубанского ГАУ. – 2016. – № 2(59). – С. 105–121.
- Ayalneh T., Letta T., Abinasa M. Assessment of stability, adaptability and yield performance of bread wheat (Triticum aestivum L.) cultivars in South Eastern Ethiopia//Plant Breeding and Seed Science. – 2013. – № 67(1). – Р. 3–11.
- Гончаренко А.А. Экологическая устойчивость сортов зерновых культур и задачи селекции//Зерновое хозяйство России. – 2016. – № 2(44). – С. 31–36.
- Сурин Н.А., Зобова Н.В., Ляхова Н.Е., Нешумаева Н.В., Плеханова Л.В., Чуслин А.А., Онуфриенок Т.В., Герасимов С.А., Липшин А.Г. Источники ценных признаков в селекции ячменя на адаптивность// Достижения науки и техники АПК. – 2016. – № 30 (6). – С. 36–40.
- Hassan M.S., Mohamed G.I.A., El-Said R.A.R. Stability analysis forgrain yield and its components of some durum wheat genotypes (Triticum durum L.) under different environments //Asian Journal of Crop science. – 2013. – № 5. – Р. 179–189.
- Сапега В.А. Урожайность, реализация ее потенциала и адаптивность сортов яровой пшеницы// Достижения науки и техники АПК. – 2017. – № 31(10). – С. 49–52.
- Хангильдин В.В. Параметры гомеостатичности сортов и селекционных линий в испытаниях колосовых культур//Науч.-техн. бюл. Всесоюз. селекцион.-генет. ин-та. – 1986. – Вып. 2. – С. 36–41.
- Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties//Crop. Sci. – 1966. –V. 6. – №1. – P. 36–40.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – М.: Альянс, 2011. – 352 с.
- Rossielle A.A., Hamblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non- stress environments//Crop. Sci. – 1981. – V. 21.– № 6. – P. 27–29.
- Гончаренко А.А. Об адаптивной способности и экологической устойчивости сортов зерновых культур// Вестник Россельхозакадемии. – 2005. – № 6. – С. 49–53.
- Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Определение адаптивной способности генотипов и дифференцирующей способности среды//Доклады АН БССР. – 1985. – Т. XXIX. – №4. – С. 374–376.
- Коробейников Н.И., Валекжанин В.С., Пешкова Н.В. Принципы и основные результаты селекции яровой мягкой пшеницы в Алтайском крае (2007-2014 гг.)//Достижения науки и техники АПК. – 2015. – № 29(6). – С. 21–26.
- Жученко А.А. Адаптивная система селекции растений (эколого-генетические основы). – М.: РУДН, 2001. – Т. 1. – 780 с.
- Сапега В.А. Урожайность, гомеостатичность и качество зерна сортов яровой пшеницы// Агро XXI. – 2014. – № 10–12(101). – С. 3–5.
- Mohamed N.E. Genotype by environment interaction for grain yield in bread wheat (Triticum aestivum L.)//Journal of Plant Breeding and Crop Science. – 2013. – № 7(5). – P.15 –160.