Scientific journal

Advances in current natural sciences

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

В условиях Среднего Поволжья обильные осадки и шквалистые ветра иногда вызывают сильное полегание посевов, что затрудняет и удлиняет сроки уборки, приводит к существенному снижению урожая и качества зерна. При раннем полегании растений потери урожая зерна составляют до 30 %, при полегании в фазу начала восковой спелости – до 10–18 % урожая. Генетическая устойчивость сортов пшеницы к полеганию может быть обусловлена разными признаками: большим диаметром стебля и толщиной стенки соломины, более короткими междоузлиями, меньшим отношением высоты стебля к его диаметру, а наиболее стабильная связь проявляется с длиной второго и третьего нижних междоузлий и прочностью соломины на излом [1–2].

Основное направление современной селекции на устойчивость к полеганию – уменьшение высоты растений. Большое количество устойчивых к полеганию короткостебельных образцов можно отнести к зарубежной селекции [3]. Исследованиями отмечены различные корреляционные связи между высотой растений и урожайностью зерна образцов [4]. Растения с коротким стеблем лучше противостоят сильным ветрам и интенсивным атмосферным осадкам в период вегетации, но, как правило, являются менее урожайными [5–6].

Высота растений и полевая оценка устойчивости к полеганию растений яровой пшеницы – достаточно надежный метод для характеристики сортов по степени полегания. Однако при селекционной работе в засушливых условиях Среднего Поволжья, полегание проявляется нечасто и в качестве критериев устойчивости к стеблевому полеганию целесообразно использовать длину нижнего (первого) междоузлия и коэффициент повышения устойчивости по Н.И. Щербаковой [7].

Признак высота растений варьирует по годам и находится в большой зависимости от условий вегетации пшеницы. В годы, когда рост и развитие стебля растений проходит в неблагоприятных, засушливых и острозасушливых условиях, происходит значительное снижение как высоты растений, так и продуктивности сортов [8]. Поэтому подбор генетически разнообразного исходного материала пшеницы, обладающего необходимыми для селекционной работы ценными признаками, должен проводиться с учетом агрометеорологических и почвенных условий региона [9–10]. Изучение зависимости высоты растений от генетических особенностей сортообразцов яровой мягкой пшеницы и условий среды даст возможность более целенаправленно подбирать и использовать в селекции исходный материал.

Цель исследования заключалась в проведении оценки образцов коллекционного питомника яровой мягкой пшеницы по высоте растений и выделении исходного материала, сочетающего короткостебельность и высокую устойчивость к полеганию, для дальнейшего использования в селекционных программах скрещиваний в качестве родительских форм.

Материалы и методы исследования

Изучаемый материал состоял из сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции и представлен образцами из мировой коллекции ВИР (Санкт-Петербург), СИММИТ (Мексика), научных учреждений и селекцентров РФ, включая собственный селекционный материал. Всего за период исследований (2013–2019 гг.) в коллекционном питомнике изучено 350 образцов яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения. В качестве стандарта (St) при изучении коллекционного материала взят районированный и занимающий наибольшие площади в производстве Самарской области сорт яровой мягкой пшеницы собственной селекции – Кинельская нива.

Исследования проводились на опытных полях первого селекционного севооборота Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова – филиала СамНЦ РАН по предшественникам чистый пар или озимая пшеница согласно существующей ротации полей севооборота. Почва опытного поля –типичный чернозем среднемощный легкоглинистый, малогумусный, содержание гумуса 5–6 %. По степени кислотности почвы слабокислая, pH вытяжки 5,4 ед. Коллекционный питомник закладывался на шестирядковых делянках площадью 1 м2 в опытах без повторностей с частыми стандартами (через 10–20 номеров). Посев проводился в оптимальные агротехнические сроки селекционной сеялкой ССФК-7М. Норма высева составляла 450 всхожих семян на 1 м2 (4,5 млн всхожих семян на га). Уборка делянок проводилась в фазу полной спелости вручную, в сноповой материал с корневой системой, для структурного анализа и обмолота растений на молотилке МПСУ-500. Учет урожая осуществлялся прямым методом (метод сплошного обмолота), применялось взвешивание урожая зерна образцов на лабораторных электронных весах и приведение к стандартной влажности.

Оценка устойчивости к полеганию сортообразцов проводилась в естественных полевых условиях по 5-балльной шкале, где 1 балл – очень сильное полегание, 2 балла – сильное полегание, 3 балла – среднее полегание, 4 балла – слабое полегание, 5 баллов – полегание отсутствует.

Все исследования выполнялись в соответствии с общепринятыми методическими указаниями: Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [11], Методикой полевого опыта [12]. Математическая обработка полученных данных проводилась с использованием пакета анализа данных компьютерной программы «Excel» и прикладной программы «Stat».

Метеорологические условия в годы исследований были достаточно разнообразные, от острозасушливых, засушливых и до умеренно увлажненных (данные метеорологической станции «Усть-Кинельская» Самарского ГАУ). Вегетационные периоды 2013–2016 гг. в целом характеризовались как засушливые – средняя температура воздуха в эти периоды составила 19,5–20,9 °С, осадки 94,3–138,5 мм, ГТК 0,38–0,59, что существенно ниже среднемноголетних значений и свидетельствует о неблагоприятных условиях для роста и развития яровой пшеницы. Вегетационный период 2017 г. можно охарактеризовать как резко контрастный по увлажнению, ГТК май – август составил 1,04 при среднемноголетнем значении данного показателя 0,73, но при этом основная масса осадков (200,2 мм) выпала в первую половину вегетации май – июнь, а за июль – август всего 23,7 мм. В 2018 и 2019 гг. периоды вегетации яровой пшеницы проходили в засушливых и временами острозасушливых условиях (ГТК за месяц июнь 0,34 и 0,17), в целом ГТК май – август составил 0,51 и 0,48 по годам соответственно.

Результаты исследования и их обсуждение

Одним из многочисленных селекционных показателей, имеющих тесные связи с продуктивностью, является высота растений. Высота растений может служить одним из показателей, характеризующих экологическую пластичность генотипа сортообразца в контрастных почвенно-климатических условиях [13]. Для каждой природной зоны возделывания характерен свой экологический тип высоты растений пшеницы. В Средневолжском регионе полегание растений в основном случается по причине дождей ливневого характера и сильных шквалистых ветров.

В годы исследований средняя высота растений изменялась и находилась в большой зависимости от условий вегетации и варьировала как по сортообразцам, так и по годам. В засушливые годы и в годы с неблагоприятными условиями в период роста и развития стебля снижается высота растений и показатели продуктивности образцов яровой мягкой пшеницы. Это наблюдалось в 2013, 2015 и 2019 гг., средняя высота растений составила 62,3 ± 1,3; 58,3 ± 1,4 и 68,9 ± 0,9 см соответственно (табл. 1). Наибольшая средняя высота растений 112,4 ± 1,5 наблюдалась в 2017 г., что связано с хорошей влагообеспеченностью растений в начальные периоды роста (май – июнь). Признак высота растений в среднем по выборке образцов достаточно варьировался по годам, коэффициент вариации (V) составлял 10,84–26,13 %. Наиболее высокий коэффициент вариации наблюдался в 2013–2015 гг. и составил 21,3–26,13 %.

Продуктивность коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы в годы исследований также определялась погодными условиями в начальный период роста и развития растений. В достаточно жестких погодных условиях (засушливые и острозасушливые годы) урожайность яровой пшеницы с однометровых опытных делянок показала невысокий результат. Так, в 2019 г. средняя урожайность образцов (хср ± t05Sxср) составила 288,2 ± 8,4 г/м2, в 2014 – 299,7 ± 9,4 г/м2, по сравнению с наиболее влагообеспеченным 2017 г. – 587,3 ± 14,6 г/м2. Коэффициент вариации (V) признака был достаточно высоким и изменялся от 22,65 до 33,83 % (табл. 2).

Таблица 1

Высота растений у коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы, 2013–2019 гг.