Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Кедрова Л.И. 1 Уткина Е.И. 1 Шляхтина Е.А. 2 Парфенова Е.С. 1 Шамова М.Г. 1

---

1 ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока»

2 Фаленская селекционная станция – филиал ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока

Изучены показатели урожайности 10 сортов озимой ржи селекции ФАНЦ Северо-Востока на нейтральном почвенном фоне и в условиях повышенной кислотности. Уникальный естественный провокационный фон характеризуется высоким содержанием ионов алюминия – 25,5–26,7 мг/100 г почвы при рН солевой вытяжки – 3,66–3,78. Гидротермические условия в годы исследований (2010–2016) различались во все периоды вегетации, что позволило объективно оценить реакцию сортов на алюмо- и кислотоустойчивость. Урожайность сортов по годам варьировала на нейтральном фоне от 3,95 до 5,86 т/га, а в условиях алюмокислого стресса – от 2,17 до 3,60 т/га. В условиях эдафического стресса среднее снижение урожайности составило 37,5 %. Морфологические составляющие продуктивности генотипов показали, что эдафический стресс приводит к снижению кущения растений на 28,9 %, зимостойкости – на 30,4 %, продуктивного стеблестоя – на 31,8 %. Выделены сорта устойчивые к повышенной почвенной кислотности: Фаленская 4, Флора, Рушник, Графиня, Рада и Кипрез. Снижение их урожайности составило 26,8–36,8 %. Сорта Кировская 89, Батист, Ниоба и Сармат характеризуются повышенной депрессией урожайности (41,4–52,5 %). Адаптивные сорта Флора, Рада и Кипрез, имеющие превосходство по урожайности на 0,24–0,57 т/га относительно кислотоустойчивого стандарта Фаленская 4 проявили стабильность в период изучения и выделены как источники селекционно-ценных признаков для использования в селекционных программах других регионов страны. По результатам оценки в 2016 г. сорт Кипрез передан на Государственное сортоиспытание сельскохозяйственных культур, как наиболее стабильный по формированию урожайности для возделывания на низкоплодородных кислых почвах.

Статья в формате PDF

0 KB

озимая рожь

сорта

кислотность почв

провокационный фон

урожайность

зимостойкость

морфо-биологические показатели

алюмоустойчивость

1. Косарева И.А. Изучение коллекций сельскохозяйственных культур и диких родичей по признакам устойчивости к токсическим элементам кислых почв // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2012. Т. 170. С. 34–44.

Kosareva I.A. The study of crops and wild relatives collections for signs of resistance to toxic elements of acid soils // Trudy po prikladnoy botanike, genetike i selektsii. 2012. V. 170. P. 35–45 (in Russian).

2. Югай А.М. Эффективность производства и уровень кислотности почв // Вестник АПК Верхневолжья. 2015. № 4 (32). С. 3–8.

Yugay A.M. Production efficiency and level of acidity of soils // Vestnik APK Verkhnevolzh’ya. 2015. № 4 (32). P. 3–8 (in Russian).

3. Бурков Н.А. Охрана окружающей среды Кировской области: Проблемы и перспективы. Киров, 1993. 352 с.

Burkov N.A. Environmental protection of the Kirov region: Problems and prospects. Kirov, 1993. 352 p. (in Russian).

4. Климашевский Э.Л. Генетическая вариабельность устойчивости растений к ионной токсичности (водорода и алюминия) в зоне корней: теория и практические аспекты // Сельскохозяйственная биология. 1980. Т. 15. № 2. С. 270–277.

Klimashevsky E.L. Genetic variability of plant resistance to ionic toxicity (hydrogen and aluminum) in the root zone: theory and practical aspects // Sel’skokhozyaystvennaya biologiya. 1980. V. 15. № 2. P. 270–277 (in Russian).

5. Щенникова И.Н. Селекция ячменя в Волго-Вятском регионе: дис. … докт. с.-х. наук. Москва, 2016. 349 с.

Schennikova I.N. Barley Breeding in the Volga-Vyatka Region: dis. … dokt. s.-kh. nauk. Moscow, 2016. 349 p. (in Russian).

6. Кедрова Л.И., Уткина Е.И. Влияние почвенной кислотности на урожайность озимой ржи и возможности эдафической селекции // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2018. № 6 (67). С. 17–25. DOI: 10.30766/2072-9081.2018.67.6.17-25.

Kedrova L.I., Utkina E.I. The influence of soil acidity on the yield of winter rye and the possibility of edaphic selection // Agrarnaya nauka Yevro-Severo-Vostoka. 2018. № 6 (67). P. 17–25 (in Russian).

7. Уткина Е.И., Кедрова Л.И., Шляхтина Е.А. Стрессоустойчивость сортов озимой ржи в условиях Кировской области // Методы и технологии в селекции растений: Материалы Всероссийской научно-практической конференции с Международным участием. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2014. С. 107–110.

Utkina E.I., Kedrova L.I., Shlyakhtina E.A. Stress tolerance of winter rye varieties in the Kirov region // Metody i tekhnologii v selektsii rasteniy: Materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii s Mezhdunarodnym uchastiyem. Kirov: NIISKH Severo-Vostoka, 2014. P. 107–110 (in Russian).

8. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований. М.: Колос, 1979. 336 с.

Dospekhov B.A. Methods of field experience (with the basics of statistical processing of research results. M.: Kolos, 1979. 336 p. (in Russian).

9. Пономарева Л.В., Дричко В.Ф., Цветкова Н.П., Кудрявцев Д.В. Содержание подвижного алюминия и кислотность почвы на фоне бактеризации алюмотолерантными штаммами как приема повышения устойчивости растений // Сельскохозяйственная биология. 2010. Т. 45. № 1. С. 104–109.

Ponomareva L.V., Drichko V.F., Tsvetkova N.P., Kudryavtsev D.V. Content of mobile aluminium and soil acidity on the background of cultivation of aluminum-tolerant bacteria for the purpose of rising of plant’s resistance // Sel’skokhozyaystvennaya biologiya. 2010. V. 45. № 1. P. 104–109 (in Russian).

10. Уткина Е.И., Кедрова Л.И., Шляхтина Е.А., Парфенова Е.С., Шамова М.Г., Сысуев В.А., Чанчжун Ж. Реакция сорта озимой ржи Фаленская 4 в экстремальных условиях средовых факторов // Достижение науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 11. С. 55–57.

Utkina E.I., Kedrova L.I., Shlyakhtina E.A., Parfenova E.S., Shamova M.G., Sysuev V.A., Changzhun Zh. Reaction of winter rye variety Falenskaya 4 under extreme conditions environmental factors // Dostizheniye nauki i tekhniki APK. 2015. Vol. 29. № 11. P. 55–57 (in Russian).

В Нечерноземной зоне России более 60 млн га занимают низкоплодородные кислые почвы, которые негативно влияют на формирование урожайности сельскохозяйственных культур [1]. В условиях кислой почвенной среды, особенно с повышенным содержанием ионов Al+3, недобор урожая может составить до 80 % [2]. Большие площади низкоплодородных земель (более 70 %) находятся в Северо-Восточном регионе РФ. В Кировской области их свыше 80 %, из них третья часть – сильнокислые с рН < 4,5 [3].

Создание толерантных сортов, наряду с известкованием почвы, является одним из рациональных путей снижения токсичности повышенной кислотности. Теоретическое обоснование селекции на алюмо-кислотоустойчивость в нашей стране подтверждено исследованиями Э.Л. Климашевского [4]. В ФАНЦ Северо-Востока создан и включен в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Российской Федерации, первый алюмотолерантный сорт ячменя Новичок [5], что подтверждает перспективность селекции в этом направлении.

Наши исследования по созданию кислотоустойчивых сортов озимой ржи начаты в конце 1980-х гг. [6]. Использованы естественные провокационные почвенные фоны и современные методы эдафической селекции [7].

Цель исследования: выявить влияние алюмокислого стресса на урожайность и основные показатели продуктивности районированных и перспективных сортов озимой ржи.

Материалы и методы исследования

Исследования проведены на 10 внесенных в Государственный реестр селекционных достижений и перспективных сортах озимой ржи селекции ФАНЦ Северо-Востока в течение 2010–2016 гг. Почва опытных участков дерново-подзолистая среднесуглинистая. Предшественник – чистый пар. Агрохимическая характеристика питомника с нейтральным типом почв: содержание гумуса – 2,43–3,56 %; содержание подвижного фосфора – 334–349 мг/кг; обменного калия – 232–304 мг/кг почвы; pH солевой вытяжки – 5,0–5,4. Характеристика опытного алюмокислого участка: содержание ионов Al3+ – 25,5–26,7 мг/100 г почвы; подвижного фосфора – 72–108 мг/кг; обменного калия – 78–100 мг/кг почвы; pH солевой вытяжки – 3,66–3,78.

Изучение сортов проведено по схеме рендомизированных блоков, в шестикратной повторности с нормой высева 6 млн всхожих семян на 1 га, учетная площадь делянки – 10 м2. Погодные условия в годы исследований различались во все периоды вегетации растений, что позволило объективно оценить реакцию сортов на алюмо- и кислотоустойчивость.

Статистическая обработка результатов исследований проведена методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием Пакета программ статистического и биометрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции AGROS (версия 2.07.), Microsoft Office Excel, а также в соответствии с методикой Б.А. Доспехова (1979) [8].

Результаты исследования и их обсуждение

Изучались районированные и перспективные сорта селекции ФАНЦ Северо-Востока: Флора, Рада, Кипрез, Кировская 89, Графиня, Рушник, Сармат, Батист, Ниоба. Сравнение показателей проводили с высокозимостойким, кислотоустойчивым стандартом Фаленская 4.

Средняя урожайность сортов по годам зависела от гидротермических условий и варьировала на нейтральном по кислотности фоне от 3,95 до 5,86 т/га, а в условиях алюмокислого стресса – от 2,17 до 3,60 т/га (рис. 1).

Степень урожайности значительно зависела от складывающихся условий осенне-зимней вегетации и весеннего развития растений. В условиях эдафического стресса на гидротермические условия накладывается негативное действие повышенной кислотности почвы, что привело к снижению урожайности в среднем за годы изучения на 37,5 %. Но определенную зависимость показателя урожайности на обычном фоне и степени его депрессии на провокационном выявить затруднительно, сказывается влияние погодных условий. Максимальная средняя урожайность изучаемых сортов на нейтральной почве получена в благоприятных 2011 г. (5,86 т/га) и 2012 г. (5,70 т/га). При этом снижение показателя на варианте эдафического стресса было наибольшим и составило в 2011 г. – 53,4 %; в 2012 г. – 43,5 %. Наименьшее снижение урожайности отмечено в 2013 г. (10,9 %) и 2015 г. (18,5 %).

В табл. 1 представлены показатели выравненности урожайности по годам. Отсутствие стрессового фактора обусловило бóльшую выравненность урожайности изучаемых сортов. Коэффициент вариации признака изменялся от 7,2 до 25,5 %.

Изучение морфологических составляющих продуктивности генотипов озимой ржи показало, что эдафический стресс приводит к снижению кущения растений на 28,9 %, изреживанию стеблестоя в зимне-весенний период и снижению продуктивного стеблестоя на 31,8 %. Параметры колоса изменились незначительно. Крупность зерна повысилась на 2 г благодаря большей разреженности посевов и пониженной продуктивной кустистости. Полегаемость сортов снизилась по причине уменьшения высоты растений и снижения продуктивного стеблестоя на единице площади.

В результате исследований выявлены существенные межсортовые различия толерантности к эдафическому стрессу (рис. 2).

Оценка средней урожайности сортов на двух почвенных фонах выявила более устойчивые к алюмокислому стрессу сорта Фаленская 4, Флора, Рушник, Графиня, Рада и Кипрез, снижение их урожайности составило 26,8–36,8 %. Выделены сорта с повышенной (41,4–52,5 %) депрессией урожайности в условиях провокационного фона (Кировская 89, Батист, Ниоба, Сармат).

Основным критерием оценки на кислото- и алюмотолерантность является сравнение урожайности изучаемых сортов с высокозимостойким, адаптивным и кислотоустойчивым стандартом Фаленская 4 [10]. Из представленного сортимента сорта Флора, Рада и Кипрез в среднем за годы изучения превысили стандарт на 0,24–0,57 т/га (табл. 3). Для внедрения сортов в производство ценным является то, что данные сорта проявили стабильность в период изучения, достоверно превышая стандарт по урожайности или практически находясь на его уровне. Наибольшей стабильностью характеризовался сорт Кипрез. Данный сорт в 2016 г. передан на государственное сортоиспытание для возделывания на низкоплодородных кислых почвах.

Урожайность сорта Графиня по средним значениям находится на уровне стандарта Фаленская 4, однако характеризуется нестабильностью формирования по годам: от достоверного снижения (2015, 2016 гг.) до значительного превышения (2010, 2011, 2013 гг.). Аналогичная реакция на эдафический стресс отмечена у сорта Рушник.

Заключение

Сравнительное испытание сортов озимой ржи на нейтральном и провокационном почвенных фонах, изучение морфологических составляющих их продуктивности показало, что урожайность сортов в условиях эдафического стресса уменьшается за счет понижения зимостойкости и весенней регенерации растений после поражения снежной плесенью, снижения кущения и продуктивной кустистости.

Доказана межсортовая вариабельность устойчивости к кислым почвам. Сорта Флора, Рада и Кипрез, имеющие превосходство по урожайности на 0,24–0,57 т/га относительно кислотоустойчивого сорта Фаленская 4, являются источниками кислото- и алюмоустойчивости для использования в селекционных программах регионов страны. По результатам оценки сорт Кипрез передан на государственное сортоиспытание сельскохозяйственных культур

Библиографическая ссылка