Исключительные пищевые достоинства зерна пшеницы делают ее важнейшей продовольственной культурой в мире. Наряду с этим обширное географическое распространение обусловлено ее высокой общей онтогенетической адаптивностью. Приспособленность многих сортов пшеницы к широкому диапазону варьирования экологических факторов обеспечивает возможность их возделывания в различных природно-климатических зонах, зачастую с жесткими условиями в период вегетации [2].
Увеличение потенциала урожая пшеницы всегда было и остается фундаментально важным в селекционных программах. Высокая и стабильная урожайность может быть достигнута при сочетании в генотипе высокой потенциальной продуктивности и устойчивости к неблагоприятным экологическим факторам[7].
Для сельскохозяйственного производства важно подобрать сорта, стабильные по урожайности и пригодные для возделывания в различных почвенно-климатических условиях региона. В благоприятных условиях преимущество следует отдавать сортам с высокой потенциальной продуктивностью, тогда как в неблагоприятных и экстремальных последняя должна сочетаться с достаточно высокой экологической устойчивостью[5].
Сущность и механизм экологической пластичности приобретает первостепенное значение в реализации селекционных программ. Большое значение экологической пластичности придавали и придают в своих исследованиях многие ведущие селекционеры. В своих теоритических работах Н.И. Вавилов подчеркивал, что сорт должен быть по возможности пластичным, в особенности в условиях нашего непостоянного континентального климата [5].
Для сельскохозяйственного производства наиболее ценными будут пластичные сорта, которые имеют более высокий средний уровень урожайности и меньший размах колебаний признаков в меняющихся условиях выращивания [3,5].
Наиболее часто для определения экологической стабильности используется методика S.A.Eberhartand, W.A.Rassell, которая позволяет определить не только пластичность какого-либо генотипа, но и его стабильность[6]. Этот метод обладает достаточной простотой вычисления и возможностью биологической интерпретации показателей [4].Согласно Eberhart S.A., Russel W.A. (1966), к показателям пластичности относят среднее квадратичное отклонение (σ), коэффициент линейной регрессии (bi), которые характеризуют способность сорта отзываться на улучшение условий выращивания повышением продуктивности. Данный метод основан на расчёте коэффициента линейной регрессии (bi), характеризующего экологическую пластичность сорта, и среднего квадратичного отклонения от линии регрессии (Sd2), определяющего стабильность сорта в различных условиях среды [1].
Цель исследования: определить экологическую пластичность сортов яровой мягкой пшеницы, созданных в ОмГАУ в содружестве с научными учреждениями Южного Урала и Западной Сибири.
Материал и методы исследований. В полевых опытах изучали 15 сортов мягкой пшеницы разных групп спелости. Изучение проводили в течение6 лет с 2008 по 2013 гг.Расчет показателей пластичности и стабильности сортов проводили по методике Eberhart S.A., Russel W.A. (1966).
По данной методике, сорта, коэффициент регрессии у которых значительно выше единицы, относят к интенсивному типу. Они хорошо отзывчивы на улучшение условий возделывания. В неблагоприятные по погодным условиям годы эти сорта резко снижают урожайность. При коэффициенте регрессии, равном или близком к единице (высокая экологическая пластичность), изменение показателей у сорта соответствует изменению условий – на хорошем агрофоне они высокие, на низком – незначительно снижаются. Нулевое или близкое к нулю значение коэффициента регрессии показывает, что сорт не реагирует на изменение среды.
Результаты исследования и их обсуждение
В табл. 1 приведены результаты оценки сортов по урожайности (ц/га), пластичности (bi) и стабильности (Qd2) за период их конкурсного испытания с 2008 по 2013 годы. По погодным условиям годы имели значительные различия и характеризовались как благоприятные, так и острозасушливые, что является характерным для Западно-Сибирского региона. Наиболее благоприятные погодные условия сложились в 2011 году, индекс условий среды (Ij) составил 5,34, худшие условия отмечены в 2012 г. (Ij = -6,37). Разнообразные погодные условия позволили получить наиболее полную оценку по реакции сортов на изменение внешних факторов среды.
Таблица 1
Урожайность мягкой яровой пшеницы
|
Сорт |
Урожайность, ц/га |
Пластич-ность, bi |
Стабиль-ность, Qd2 |
||||||
|
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
Среднее |
|||
|
Дуэт |
36,25 |
29,50 |
38,10 |
35,30 |
15,50 |
28,20 |
30,47 |
1,08 |
7,30 |
|
Златозара |
24,35 |
27,05 |
30,45 |
26,60 |
14,15 |
21,60 |
24,03 |
0,69 |
8,25 |
|
Нива 2 |
35,15 |
31,60 |
29,60 |
29,25 |
11,35 |
23,65 |
26,77 |
1,11 |
6,52 |
|
Омская 33 |
31,35 |
33,15 |
33,10 |
34,85 |
11,85 |
28,15 |
28,74 |
1,14 |
4,72 |
|
Омская 35 |
37,55 |
26,00 |
30,00 |
32,60 |
13,40 |
28,90 |
28,07 |
1,03 |
11,72 |
|
ПамятАзиева |
26,35 |
24,35 |
28,40 |
32,60 |
15,55 |
23,15 |
25,07 |
0,72 |
6,58 |
|
Памяти Рюба |
29,95 |
37,10 |
26,40 |
32,25 |
11,80 |
22,80 |
25,05 |
1,57 |
21,72 |
|
Саратовская 29 |
28,50 |
17,70 |
25,45 |
30,40 |
14,25 |
25,35 |
23,61 |
0,68 |
19,01 |
|
Сибаков. Юб |
31,60 |
28,90 |
31,00 |
27,90 |
10,45 |
23,55 |
25,57 |
1,05 |
4,16 |
|
Сибаковская 3 |
35,65 |
32,35 |
27,55 |
31,70 |
12,05 |
24,70 |
27,33 |
1,10 |
6,82 |
|
Соната |
36,45 |
33,85 |
29,55 |
33,85 |
13,75 |
25,05 |
28,75 |
1,11 |
5,47 |
|
Терция |
34,40 |
33,50 |
33,80 |
31,10 |
12,90 |
23,45 |
28,19 |
1,12 |
7,10 |
|
Челяба 2 |
26,90 |
23,35 |
26,20 |
31,60 |
12,75 |
23,25 |
24,01 |
0,82 |
4,77 |
|
Чернява 13 |
26,40 |
25,50 |
24,30 |
32,20 |
14,20 |
17,55 |
23,36 |
0,78 |
11,66 |
|
Эрит. 59 |
34,05 |
25,80 |
31,50 |
35,10 |
14,10 |
28,10 |
28,11 |
1,00 |
6,82 |
|
Среднее |
31,66 |
28,65 |
29,69 |
31,82 |
13,21 |
24,50 |
- |
- |
- |
|
Ij |
5,18 |
2,17 |
3,22 |
5,34 |
-6,37 |
-1,98 |
|||
Сорта, урожайность которых характеризуется величиной от средней высокой, коэффициент регрессии (bi) близок или превосходит 1, а показатель стабильности (Qd2), близок к 0, относятся к группе сортов, существенно реагирующих на изменение условий среды. Данная группа сортов наиболее требовательна к высокому агрофону, относится к более интенсивному типу. Среди изучаемого материала к вышеуказанной группе следует отнести сорта: Омская 33 (bi= 1,14; Qd2 = 4,72), Соната (bi= 1,11; Qd2 = 5,47), Нива 2 (bi= 1,08; Qd2 = 7,30), Сибаковкая 3 (bi= 1,10; Qd2 = 6,82), Эритросипермум 59 (bi= 1,00; Qd2 = 6,82), Терция (bi= 1,12; Qd2 = 7,10), Омская 35 (bi= 1,03; Qd2 = 11,72).
К следующей группе отнесены сорта, которые характеризуются достаточно высокой урожайностью и отзывчивостью на условия выращивания (bi≥1) и вместе с тем низкой стабильностью, что свидетельствует о прогрессивном увеличении урожайности данных сортов при улучшении условий выращивания. Характерными представителями данной группы являются сорта Сибаковская юбилейная (bi= 1,05; Qd2 = 4,16)и ПамятиРюба (bi= 1,57; Qd2 = 21,72).
В третью группу отнесены сорта: Златозара (bi= 0,69; Qd2 = 8,25), Памяти Азиева (bi= 0,72; Qd2 = 6,58),Саратовская 29 (bi= 0,68; Qd2 = 19,01), Челяба 2 (bi= 0,82; Qd2 = 4,77), Чернява 13 (bi= 0,78; Qd2 = 11,66), характеризующиеся слабой реакцией на улучшение условий среды (bi≤1) и высокой стабильностью, что свойственно сортам экстенсивного типа.
Особенно следует выделить сорт Дуэт, при наибольшей урожайности за годы исследований, он отличается и пластичностью и достаточно высокой стабильностью.
Наглядную информацию по реакции сортов на условия внешней среды дают линии регрессии урожайности на изменение условия выращивания (Рис. 1).
Рис. 1- Линии регрессии урожайности сортов мягкой яровой пшеницы
Практический интерес представляют те сорта, линии регресии которых высоко поднимаются в правой части графика, что характеризует их высокую отзывчивость на улучшение условий и незначительно снижаются в левой части, что свидетельствует о буферности генотипов в неблагоприятных условиях возделывания [4].
Cорта Памяти Рюба, Чернява 13, Саратовская 29, Златозара, Сибаковская юбилейная, Челяба 2 имеют среднюю урожайность меньше средней по опыту, в связи с чем их линии регрессии находятся ниже средней по опыту. Линии регрессии урожайности сортов Дуэт, Соната, Эритроспермум 59, Терция, Сибаковская 3, Памяти Азиева, Омска 33, Омская 35, Нива 2. пересекают ординату выше точки средней по опыту, что объясняется более высоким уровнем урожайности этих сортов в среднем за все годы испытаний.
Величина наклона линии регрессии даёт наглядную информацию о поведении сортов относительно друг друга и в сравнении со средней реакции сортов на изменение условий выращивания.
Линии регрессии сорта Соната, Эритроспермум 59 и Дуэт идёт параллельно средней по опыту (x), т.е. данный сорт изменяет свою урожайность с изменением условий так же, как и в среднем сорта изучаемого набора.
Сорт Памяти Рюба характеризуется высокой отзывчивостью на улучшение условий. Линии регрессии этого сорта находятся выше других в благоприятных условиях испытания. В условиях жесткого стресса они снижают свою урожайность.
Сорт Дуэт – лучший в данном наборе. Он характеризуется отзывчивостью на улучшение условий выращивания, на что указывает линия регрессии. Он также имеет наивысшую среднюю урожайность по отношению к другим сортам.
Выводы
Все изученные сорта пшеницы отличались изменчивостьюстабильности изучаемого признака в зависимости от условийвыращивания, однако, в целом, обладали средней стабильностью урожайности зерна. По показателю Qd2 наименее стабильными вразличных условиях среды оказались сорта Сибаковская юбилейная и Омская 33. Наиболее стабильными по урожайностизерна были сорта Дуэт и Памяти Азиева, они лучше всех использовали благоприятные условия среды для ее формирования. В исследованиях, проводимых в 2008–2013 гг., наиболеепластичными по урожайности зерна были сорта Омская 33(bi= 1,14), Терция (bi= 1,12), Соната(bi= 1,11) и Нива 2 (bi= 1,11)
Интенсивные сорта с высоким генетическим потенциалом продуктивности следует возделывать в более благоприятных условиях. В сложных почвенно-климатических условиях следует выращивать более пластичные сорта с высоким адаптивным потенциалом.
Рецензенты:Ильин В.С., д.с.-х.н., профессор, в.н.с., Сибирский филиал ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института кукурузы, г. Омск;
Евдокимов М.Г., д.с.-х.н., зав. лабораторией селекции твердой пшеницы, ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, г. Омск.