Аннотация. Цель работы – оценка исходного материала озимой тритикале на хозяйственно ценные признаки для селекции сортов зернового и кормового направления. Методы. Объектом исследований являлись сортообразцы озимой тритикале различного эколого-географического происхождения: Hortenso, Modеrato (Польша), Prader (Швейцария), ТГИ 22/1, GR-16/2 (Россия), KS 88 T 142 (США). За стандарт был взят сорт Валентин 90. Фенологические наблюдения и учеты проводили по методике государственного сортоиспытания. Оценку сортообразцов озимой тритикале на отавность проводили в опыте со скашиванием побегов в фазе стеблевания на высоте 5 см, на учетных площадках в трехкратном повторении. При оценке генотип-средового взаимодействия использовали индекс продуктивности растений (ИПР). Для оценки адаптивности генотипов к условиям возделывания были использованы статистические методы оценки пластичности и стабильности сортов. Результаты. Установлено, что урожайность выше 1 т/га в среднем за три года показали сортообразцы Modеrato (1,05 т/га), GR 16/2 (1,14 т/га) и Hortenso (1,19 т/га). По значениям индекса ИПР высокопродуктивными являлись сортообразцы Валентин 90 (13,2), Hortenso (12,7), GR 16/2 (13,5), Modеrato (11,6). По показателю экологической пластичности сортообразцы разделились на группы: значение bi близко к единице – хорошо адаптированные к условиям региона сорта (Prader, Hortenso, GR 16/2), экстенсивные сорта – bi меньше единицы (KS 88 T 142), интенсивные сорта – bi больше единицы (Валентин 90, ТГИ 22/1, Modеrato). По показателям гомеостатичности и селекционной ценности сортообразцы распределились в следующем порядке (по мере убывания значений): Hortenso, GR-16/2, Валентин 90, Prader, ТГИ 22/1, Modеrato, KS 88 T 142. Дополнительные данные получены методом провокационных скошенных площадок, для определения потенциальной продуктивности и отавности. Лучшую регенерационную способность показали сортообразцы Hortenso, GR 16/2, Modеrato, Prader. Научная новизна заключается в том, что для условий предгорной зоны Центрального Кавказа были выделены перспективные сорта озимой тритикале, которые можно использовать в селекции сортов зернового и кормового направления: Hortenso, GR 16/2, Modеrato, Prader.
озимая тритикале, отавность, адаптивность, индекс продуктивности растений, экологическая пластичность, стрессоустойчивость.
Постановка проблемы (Introduction)
Основными направлениями использования озимой тритикале являются комбикормовая промышленность, хлебопечение, производство пива, спирта и кондитерское производство [1, с. 65], [2, с. 52], [3, с. 1460]. Кормовая направленность озимой тритикале обусловлена высокой продуктивностью зеленой массы к общей биомассе растения и ее качеством (не грубеет до конца молочной спелости) в отличие от озимой ржи [4, с. 62], [5, c. 2].
Сорта озимой тритикале зернового и кормового направления характеризуются высокой продуктивностью зерна, урожайностью зеленой массы и отавностью [6, c. 946], [7, c. 48]. Повышенная отавность после скашивания является особенностью озимой тритикале, поэтому при благоприятных условиях возделывания можно получить несколько укосов зеленой массы, а также на отаве первого укоса получить еще и урожай зерна [8, c. 192], [9, c. 19]. Получить сорта озимой тритикале с повышенной продуктивностью зеленой массы, зерна и отавностью – сложный и трудоемкий процесс, так как главные хозяйственно ценные признаки являются сложными, определяются совокупностью более простых свойств и способны к изменениям под влиянием различных условий выращивания [10, c. 6], [11, c. 25].
В связи с этим в процессе выведения сортов большое значение имеют методы оценки селекционного материала по комплексу хозяйственно значимых признаков, в том числе продуктивности, устойчивости к неблагоприятным климатическим условиям, болезням и вредителям, качеству продукции и др. [12, c. 16].
Для селекции озимой тритикале зернового и кормового направления мы использовали методы полевой и провокационной оценки. Провокационную оценку сортообразцов озимой тритикале применяли для определения сортовых особенностей на отрастаемость после удаления главных побегов. Преимуществом провокационного метода оценки является регулирование фактора воздействия на растение.
Методология и методы исследования (Methods)
Исследования проводились в 2017–2019 гг. в лаборатории селекции и семеноводства зерновых культур СКНИИГПСХ ВНЦ РАН.
Материалом для исследований послужили 7 сортообразцов озимой тритикале различного эколого-географического происхождения: Hortenso, Modеrato (Польша), Prader (Швейцария), ТГИ 22/1, GR-16/2 (Россия), KS 88 T 142 (США). Стандартом в опытах являлся сорт Валентин 90. Сорт относится к группе зернокормовых, пригоден для использования на зернофураж и в зеленом конвейере, для приготовления раннего силоса, сенажа, гранул, брикетов. Учет продуктивности и фенологические наблюдения проводили по методике Госсортоиспытания [13]. Для статистической обработки результатов опытов использовали методологию Б. А. Доспехова [14]. Экологическую пластичность рассчитывали по коэффициенту линейной регрессии (bi) по методике S. A. Eberhart, W. A. Russell в изложении В. З. Пакудина и Л. М. Лопатиной. Устойчивость сортов к стрессовым факторам (Ymin – Ymax) и генетическую гибкость сортообразцов ((Ymax + Ymin) / 2) определяли по методике A. A. Rossielle, J. Hemblin в изложении А. А. Гончаренко. Гомеостатичность (Hom) и селекционную ценность (Sc) рассчитывали по методике В. В. Хангильдина и Н. А. Литвиненко. При оценке генотип-средового взаимодействия использовали индекс продуктивности растений (ИПР)[1] [15, c. 49], [16, c. 21]. Оценку сортообразцов озимой тритикале на отавность проводили в опыте со скашиванием побегов в фазе стеблевания на высоте 5 см, на учетных площадках 0,5 × 0,5 м2 в трехкратном повторении.
Результаты (Results)
Важной составляющей характеристики сортов является их адаптивность к условиям возделывания региона. Для описания этого параметра используют статистические методы расчета таких показателей продуктивности, как гомеостатичность и экологическая пластичность. Гомеостатичность указывает на генотипы, способные при изменяющихся условиях возделывания максимально сохранять потенциал продуктивности, т. е. быть стабильными. Это свойство описывается показателями гомеостатичности (Hom) и селекционной ценности (Sc). Чем выше эти показатели, тем выше гомеостатичность сортообразца. Экологическая пластичность показывает отзывчивость сорта на изменения условий возделывания. Показателем является коэффициент регрессии bi. Он может быть больше, меньше или равен единице. Чем больше значение, тем более отзывчив сорт при улучшении условий возделывания, увеличивает урожайность.
Изучаемые сортообразцы озимой тритикале различались между собой по продуктивности. Урожайность выше 1 т/га в среднем за три года показали сортообразцы Modеrato (1,05 т/га), GR 16/2 (1,14 т/га) и Hortenso (1,19 т/га). Урожайность этих сортообразцов была на уровне стандарта, и резких колебаний продуктивности по годам не наблюдалось (таблица 1).
Таблица 1
Средняя урожайность и параметры адаптивности различных сортообразцов озимой тритикале
|
Сорт |
Урожайность, т/га |
Среднее, т/га |
|
ИПР, среднее |
bi |
|
Sc |
Hom |
||
|
2017 |
2018 |
2019 |
||||||||
|
Валентин 90 |
1,05 |
0,97 |
1,0 |
1,0 |
1,01 |
13,2 |
2,6 |
–0,08 |
0,87 |
3,6 |
|
Modеrato |
1,04 |
1,0 |
1,1 |
1,05 |
1,02 |
11,6 |
1,6 |
–0,1 |
0,86 |
2,1 |
|
GR 16/2 |
1,20 |
1,12 |
1,1 |
1,14 |
1,15 |
13,5 |
1,3 |
–0,1 |
0,87 |
3,7 |
|
ТГИ 22/1 |
0,95 |
0,96 |
1,0 |
0,97 |
0,97 |
7,3 |
2,0 |
–0,05 |
0,88 |
2,4 |
|
Prader |
0,75 |
0,8 |
0,84 |
0,8 |
0,8 |
4,3 |
0,8 |
–0,09 |
0,84 |
2,5 |
|
KS 88 T 142 |
0,45 |
0,51 |
0,62 |
0,52 |
0,53 |
3,1 |
0,6 |
–0,17 |
0,68 |
0,8 |
|
Hortenso |
1,20 |
1,18 |
1,21 |
1,19 |
1,2 |
12,7 |
1,1 |
–0,03 |
0,96 |
4,4 |
|
Среднее, Xj |
0,95 |
|
|
|
|
|
||||
Table 1
Average yield and adaptability parameters of various varieties of winter triticale
|
Variety |
Yield, t/ha |
Average, t/ha |
|
РPI, average |
bi |
|
Sc |
Hom |
||
|
2017 |
2018 |
2019 |
||||||||
|
Valentin 90 |
1.05 |
0.97 |
1.0 |
1.0 |
1.01 |
13.2 |
2.6 |
–0.08 |
0.87 |
3.6 |
|
Modеrato |
1.04 |
1.0 |
1.1 |
1.05 |
1.02 |
11.6 |
1.6 |
–0.1 |
0.86 |
2.1 |
|
GR 16/2 |
1.20 |
1.12 |
1.1 |
1.14 |
1.15 |
13.5 |
1.3 |
–0.1 |
0.87 |
3.7 |
|
TGİ 22/1 |
0.95 |
0.96 |
1.0 |
0.97 |
0.97 |
7.3 |
2.0 |
–0.05 |
0.88 |
2.4 |
|
Prader |
0.75 |
0.8 |
0.84 |
0.8 |
0.8 |
4.3 |
0.8 |
–0.09 |
0.84 |
2.5 |
|
KS 88 T 142 |
0.45 |
0.51 |
0.62 |
0.52 |
0.53 |
3.1 |
0.6 |
–0.17 |
0.68 |
0.8 |
|
Hortenso |
1.20 |
1.18 |
1.21 |
1.19 |
1.2 |
12.7 |
1.1 |
–0.03 |
0.96 |
4.4 |
|
Average, Xj |
0.95 |
|
|
|
|
|
||||
Вариабельность продуктивности сортообразцов ((Ymax + Ymin) / 2) показывает среднюю урожайность сорта в контрастных условиях, характеризует генетическую гибкость. На уровне стандарта Валентин 90 были сортообразцы: Modеrato, GR 16/2, Hortenso и ТГИ 22/1 с показателями 1,02, 1,15, 1,2 и 0,97 соответственно, т. е. данные сорта характеризуются высокой степенью соответствия генотипов к факторам среды (таблица 1). Хорошие показатели стрессоустойчивости имели образцы Hortenso (–0,03), ТГИ 22/1 (–0,05), Prader (–0,09), Валентин 90 (–0,08).
По значениям индекса ИПР высокопродуктивными являются сортообразцы Валентин 90 (13,2), Hortenso (12,7), GR 16/2 (13,5), Modеrato (11,6).
По показателю экологической пластичности сортообразцы разделились на группы: значение bi близко к единице – хорошо адаптированные к условиям региона сорта (Prader, Hortenso, GR 16/2), экстенсивные сорта – bi меньше единицы (KS 88 T 142), интенсивные сорта – bi больше единицы (Валентин 90, ТГИ 22/1, Modеrato).
Величина наклона линий регрессии дает наглядную информацию о поведении сортов относительно друг друга и в сравнении со средней реакцией сортов на изменение условий выращивания (рис. 1).
Селекционную ценность представляют те сорта, линии регрессии которых высоко поднимаются в правой части графика (благоприятные условия), что характеризует их высокую отзывчивость на улучшение условий.
По показателям гомеостатичности и селекционной ценности сортообразцы распределились в следующем порядке по мере убывания значений: Hortenso, GR-16/2, Валентин 90, Prader, ТГИ 22/1, Modеrato, KS 88 T 142.
В таблице 2 представлены результаты опыта со скашиванием стеблей в фазе стеблевания. Высота скашивания выбрана с учетом полного удаления зачаточных колосьев и конусов нарастания, для нивелирования явления апикального доминирования.
|
6 |
|
1 4 2 3 7 5 |
1 – Валентин 90; 2 – Modеrato; 3 – GR 16/2; 4 – ТГИ 22/1; 5 – Prader; 6 – KS 88 T 142; 7 – Hortenso
1 – Valentin 90; 2 – Modеrato; 3 – GR 16/2; 4 – TGI 22/1; 5 – Prader; 6 – KS 88 T 142; 7 – Hortenso
Рис. 1. Линии регрессии по признаку урожайности (Xi)
для сортов озимой тритикале на индексы среды (Xj)
Fig. 1. The regression line on the basis of yield of (Xi) for varieties of winter triticale index of the medium (Xj)
Таблица 2
Структура продуктивности сортообразцов озимой тритикале
в опыте на отавность
|
Вариант |
Высота растения, см |
Число продуктивных стеблей, шт. |
Длина колоса, см |
Число зерен в колосе, шт. |
Вес зерна с колоса, г |
Продуктивность, кг/м2 |
Отавность, % |
|
Валентин 90 |
|||||||
|
Контроль Скашивание |
100 84 |
339 215 |
10,0 7,5 |
43,4 36,8 |
3,0 1,7 |
1,08 0,365 |
33,8 |
|
Modеrato |
|||||||
|
Контроль Скашивание |
118 100 |
359 266 |
11,0 8,0 |
49,2 38,1 |
2,8 1,8 |
1,01 0,479 |
47,4 |
|
GR 16/2 |
|||||||
|
Контроль Скашивание |
110 100 |
355 220 |
14,1 10,0 |
63,3 50,1 |
3,7 2,8 |
1,165 0,612 |
55,7 |
|
ТГИ 22/1 |
|||||||
|
Контроль Скашивание |
115 90 |
308 178 |
10,7 10,0 |
64,7 42,3 |
3,0 1,6 |
0,924 0,285 |
31,0 |
|
Prader |
|||||||
|
Контроль Скашивание |
97 80 |
324 217 |
9,7 6,2 |
41,5 32,8 |
2,1 1,5 |
0,680 0,325 |
47,8 |
|
KS 88 T 142 |
|||||||
|
Контроль Скашивание |
78 63 |
291 107 |
10,0 7,5 |
37 21 |
1,7 0,9 |
0,505 0,096 |
19,1 |
|
Hortenso |
|||||||
|
Контроль Скашивание |
110 95 |
320 264 |
11,6 9,5 |
70,7 55,8 |
4,1 3.0 |
1,312 0,792 |
60,4 |
Table 2
The structure of the productivity of cultivars of winter triticale
try on courage
|
Variation |
Plant height, cm |
The number of productive stems, pcs. |
Ear length, cm |
Number of grains per ear, pcs. |
Grain weight per ear, g |
Productivity, kg/m2 |
Regrowth, % |
|
Valentin 90 |
|||||||
|
Control Mowing |
100 84 |
339 215 |
10.0 7.5 |
43.4 36.8 |
3.0 1.7 |
1.08 0.365 |
33.8 |
|
Modеrato |
|||||||
|
Control Mowing |
118 100 |
359 266 |
11.0 8.0 |
49.2 38.1 |
2.8 1.8 |
1.01 0.479 |
47.4 |
|
GR 16/2 |
|||||||
|
Control Mowing |
110 100 |
355 220 |
14.1 10.0 |
63.3 50.1 |
3.7 2.8 |
1.165 0.612 |
55.7 |
|
TGI 22/1 |
|||||||
|
Control Mowing |
115 90 |
308 178 |
10.7 10.0 |
64.7 42.3 |
3.0 1.6 |
0.924 0.285 |
31.0 |
|
Prader |
|||||||
|
Control Mowing |
97 80 |
324 217 |
9.7 6.2 |
41.5 32.8 |
2.1 1.5 |
0.680 0.325 |
47.8 |
|
KS 88 T 142 |
|||||||
|
Control Mowing |
78 63 |
291 107 |
10.0 7.5 |
37 21 |
1.7 0.9 |
0.505 0.096 |
19.1 |
|
Hortenso |
|||||||
|
Control Mowing |
110 95 |
320 264 |
11.6 9.5 |
70.7 55.8 |
4.1 3.0 |
1.312 0.792 |
60.4 |
У зерновых, как и у других растений, апикальная меристема конуса нарастания своим гормональным влиянием (ауксином) сдерживает развитие боковых почек. При гибели главного побега побегообразование усиливается за счет влияния других фитогормонов (цитокининов), синтезируемых в корне. Действие цитокининов многофункционально. Они оказывают влияние на деление клеток, усиливают рост боковых побегов, повышают устойчивость растения к самым различным неблагоприятным факторам, таким как повышенные или пониженные температуры, обезвоживание, грибная и вирусная инфекция, механические воздействия и др.
Результаты, полученные из проведенного опыта, указывают на сортовые различия по способности восстанавливать стеблестой после скашивания или другого повреждения. У стандартного сорта Валентин 90 регенерационная способность составила 33,8 %. На этом же уровне была регенерационная способность у сортообразца ТГИ 22/1 (31,0 %). Другие сортообразцы показали лучшие результаты: Hortenso (60,4 %), GR 16/2 (55,7 %), Prader (47,8 %), Modеrato (47,4 %). Низкий уровень отавности показал сортообразец KS 88 T 142 (19,1 %). Метод скошенных площадок дает дополнительную информацию о потенциальной продуктивности сортообразцов.
Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)
По результатам проведенных исследований можно выделить сортообразцы озимой тритикале с высокой продуктивностью на уровне и выше стандарта: Hortenso, GR 16/2, Modеrato. Эти же сортообразцы отличаются высокой гомеостатичностью и селекционной ценностью. По показателю экологической пластичности наиболее соответствуют условиям возделывания и отзывчивы на их улучшение сортообразцы Modеrato, GR 16/2, ТГИ 22/1, Hortenso. Продуктивность ниже, чем у стандартного сорта, показали сортообразцы ТГИ 22/1, Prader, KS 88 T 142. Дополнительные характеристики для определения потенциальной продуктивности и отавности изучаемых сортообразцов получены методом провокационных скошенных площадок. Лучшую регенерационную способность показали сортообразцы: Hortenso, GR 16/2, Modеrato, Prader. В це-лом, для селекции сортов озимой тритикале кормового и зернового направления можно использовать сортообразцы Hortenso, GR 16/2, Modеrato, Prader.
[1] Патент № 2710056 Российская Федерация, МПК А01Н 1/04 (2006.01). Способ отбора высокопродуктивных селекционных образцов озимых зерновых культур: № 2019121471 / И. Р. Манукян, С. А. Бекузарова, М. А. Басиева, Е. С. Мирошникова. Заявл. 05.07.2019, опубл. 24.12.2019. Бюл. № 36. 2 c.
1. Пома Н. Г., Осипова А. В., Осипов В. В., Щербакова З. Н., Кондратьева О. П., Яшина Н. А. Перспективы использования озимого тритикале как продовольственной культуры // Хлебопродукты. 2016. № 5. С. 65-67.
2. Кузнецова Л. И., Савкина О. А., Лаврентьева Н. С. Современное состояние и перспективы применения в хлебопечении муки из зерна тритикале // Хлебопродукты. 2019. № 11. С. 52-55. DOI:https://doi.org/10.32462/0235 2508 2019 28 11-52-55.
3. Skudra I., Ruza A. Winter wheat grain baking quality depending on environmental conditions and fertilizer // Agronomy Research. 2016. Vol. 14 (S2). Pp. 1460-1466.
4. Потапова Г. Н., Зобнина Н. Л., Комаровских Н. С. Изучение кормовых свойств озимого тритикале на Среднем Урале // Тритикале: материалы международной научно-практической конференции. Ростов-на-Дону, 2016. С. 61-67.
5. Горянина Т. А. Современное состояние озимого тритикале в России и селекционная работа по культуре в Cамарском НИИСХ // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. № 2-4 (82). С. 676-679. DOI:https://doi.org/10.24411/1990-5378-2018-00085.
6. Togay N., Togay Y., Dogan Y. Correlation and path coefficient analysis for yield and some yield components of wheat (Triticum aestivum L.) // Oxidation communications. 2017. Vol. 40. Iss. 2. Pр. 946-951.
7. Giunta F., Motzo R., Virdis A., Cabigliera A. The effects of forage removal on biomass and grain yield of intermediate and spring triticales // Field Crops Research. 2017. Vol. 200. Pp. 47-57. DOI:https://doi.org/10.1016/j.fcr.2016.10.002.
8. Привалов Ф. И., Бруй И. Г., Гриб С. И., Холодинский В. В. Динамика формирования урожайности зерна озимых тритикале и пшеницы в зависимости от уровня интенсификации технологии возделывания // Тритикале и стабилизация производства зерна, кормов и продуктов их переработки: материалы VIII Международной научно-практической конференции. Ростов-на-Дону, 2018. С. 192-200.
9. Dong J., Lu H., Wang Y., Ye T., Yuan W. Estimating winter wheat yield based on a light use efficiency model and wheat variety data // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2020. Vol. 160. Pp. 18-32. DOI:https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2019.12.005.
10. Бирюкова О. В., Бирюков К. Н. Влияние экологических условий и агротехнических приемов на качество зерна озимого тритикале // Проблемы устойчивого сельскохозяйственного производства растениеводческой продукции в различных агроэкологических условиях: материалы Всероссийской научной конференции молодых ученых. Ростов-на-Дону, 2017. С. 6-11.
11. Бабайцева Т. А., Гамберова Т. В., Колумбаева К. И. Источники хозяйственно ценных признаков для селекции озимой тритикале в Среднем Предуралье // Эффективность адаптивных технологий в сельском хозяйстве: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 50-летию СХПК имени Мичурина Вавожского района Удмуртской Республики. Ижевск, 2016. С. 24-29.
12. Грабовец А. И., Фоменко М. А. Изменение климата и методология создания новых сортов пшеницы и тритикале с широкой экологической пластичностью // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 15. С. 16-19.
13. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М. : Колос, 1985. 219 с.
14. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований): учебник для высших сельскохозяйственных учебных заведений. стереотип. изд., перепеч. с 5-го изд., доп. и перераб. 1985 г. М.: Альянс, 2014. 351 с.
15. Манукян И. Р., Басиева М. А., Мирошникова Е. С., Абиев В. Б. Использование нового индекса продуктивности растений для оценки селекционного материала озимой пшеницы // Нива Поволжья. 2019. № 2 (51). С. 47-52.
16. Манукян И. Р., Басиева М. А., Мирошникова Е. С., Абиев В. Б. Оценка экологической пластичности сортов озимой пшеницы в условиях предгорной зоны Центрального Кавказа // Аграрный вестник Урала. 2019. № 4 (183). С. 20-26. DOI:https://doi.org/10.32417/article_5cf94f63b4d0f7.46300158.
