РЕАЛИЗАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ УРОЖАЙНОСТИ ЯЧМЕНЯ ЯРОВОГО В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
исследований – определение адаптивности Омских сортов пленчатого и голозерного ячменя по признаку «урожайность зерна». В данной статье представлены результаты многолетнего изучения набора сортов ячменя в условиях южной лесостепной зоны Омского региона. Дана оценка параметров экологической адаптивности по урожайности. Методы. Исследования проводились с 2015 по 2019 гг. в условиях южной лесостепи г. Омска. Приведен подробный анализ параметров адаптивности: Вычислены коэффициент индекса условий среды (Ij), пластичности и стабильности; коэффициент мультипликативности (КМ); эковалента пластичности (Wi); гомеостатичность (Hоm) и индекс стабильности (ИС); селекционная ценность (Sc); генотипический эффект, показатель эффекта реакции сортов на условия среды (ЭР). Окончательная адаптивность сортов оценена по сумме рангов, полученных каждым сортом по исследуемым параметрам. Результаты. Результаты проведенных исследований показали, что наиболее адаптивны в условиях южной лесостепной зоны Омского региона двурядные пленчатые линии Нутанс 4883, Нутанс 4812 и сорт Омский 101 (сумма рангов – 34, 36, 38 соответственно); многорядные пленчатые – Омский 99 и Рикотензе 4885 (сумма рангов – 54 и 56); двурядный голозерный сорт Омский голозерный 1 (сумма рангов – 82); многорядные голозерные сорта Омский голозерный 2 Омский голозерный 4 (сумма рангов – 86 и 84). Научная новизна заключается в исследовании 8 сортов и 5 новых перспективных линий пленчатой и голозерной групп ячменя селекции Омского аграрного научного центра. Выделены наиболее адаптивные сорта и линии для условий южной лесостепи Западной Сибири, которые рекомендованы для внедрения в производство и для дальнейшей селекционной работы.

Ключевые слова:
ячмень, урожайность, пластичность, стабильность, интенсивность, гомеостатичность, коэффициент мультипликативности, селекционная ценность, ранг.
Текст
Текст произведения (PDF): Читать Скачать

Постановка проблемы (Introduction)

В Российской Федерации ячмень распространен и возделывается во всех почвенно-климатических зонах. Широкое применение он получил как универсальная культура, имеющая большое комовое, продовольственное, техническое и агротехническое значение, а также благодаря устойчивости и способности формировать урожай в экстремальных климатических условиях возделывания в сравнении с большинством зерновых культур [1, с. 42–49], [2, с. 37–43].

В 2019 г. общая площадь посева ячменя отмечена на уровне 8786,9 тыс. га. Из них 92,9 % занимал яровой ячмень. Согласно данным рис. 1, площади посева ячменя неизменно сокращались (от 10 094,7 тыс. га в 2001 г., до 8325,1 тыс. га в 2018 г.) и лишь в 2019 г. наблюдался их некоторый рост (на 461,8 тыс. га по отношению к 2018 г.) [3].

Рис. 1. Площадь посева ячменя в среднем по России, тыс. га

Fig. 1. Barley sown area, thousand ha

 

В 2019 г. по отношению к 2018 г. произошло увеличение площадей выращивания ячменя практически во всех федеральных округах страны, за исключением Северо-Западного ФО и Южного ФО (1 % от общероссийских) [3] (рис. 2). Максимальные площади ячменя наблюдались в Приволжском (36 %) и Центральном ФО (23 %). В Сибирском ФО площади составили 14 %.

 

Рис. 2. Площадь посева ячменя в среднем по Федеральным округам

Fig. 2. Average area of barley sown in Federal districts

 

Изучение сортов различных культур, в том числе и ячменя, в разных условиях очень часто показывает, что изменение условий возделывания в разной мере оказывает влияние на поведение генотипов, т. е. наблюдается взаимодействие «генотип × среда». Анализ взаимодействия генотипа и среды используется для выяснения целесообразности размещения того или иного сорта в определенной климатической зоне, обоснованности направления селекции, оценки биологического потенциала сортов, их уровня экологической приспособленности, что имеет большое значение для использования их в производстве, селекционном процессе, при передаче на государственное сортоиспытание.

Успешные сорта должны быть адаптированы к широкому диапазону условий окружающей среды для стабильной реализации своего гене­тического потенциала [4, с. 657–662] и эффективности сельскохозяйственного производства [5, с. 335–342].

Любой селекционер заинтересован в том, чтобы селекцию на адаптивность вести с самого начала селекционного процесса, для чего нужно уметь оценить реакцию сорта на окружающие условия в математическом выражении. Селекционеры справедливо полагают, что современная практическая селекция должна иметь в своем распоряжении целенаправленные методы создания экологически стабильных сортов [6, с. 110–118], сочетающих высокую урожайность с приспособленностью к неблагоприятным факторам среды [7, с. 623–628], [8, с. 537–544].

Выяснение механизмов адаптивных реакций организма на внешние воздействия – одна из наиболее сложных и актуальных проблем современности [9, с. 820–829].

На основании этого целью нашего изучения было определение адаптивности омских сортов пленчатого и голозерного ячменя по признаку «урожайность зерна».

Методология и методы исследования (Methods)

Экспериментальная часть работы проводилась в течение 2015–2019 гг. на опытных полях Омского АНЦ (Южная лесостепь, г. Омск). Агротехника проведения опытов общепринятая для Западно-Сибирского региона, все наблюдения, оценки и учеты в питомнике проводились согласно методике ВИР по изучению коллекции ячменя и овса [10, с. 11]. Площадь делянки – 10 м2, повторность четырехкратная. Норма высева – 4 млн всхожих зерен на 1 га.

Математическую обработку с целью выявления существенных различий проводили методом дисперсионного анализа [11, с. 352]. Расчет показателей адаптивности проводили, используя следующие параметры: коэффициент индекса условий среды (Ij), коэффициент пластичности и стабильности S. A. Eberhart, W. A. Russell в изложении В. А. Зыкина [12, с. 31–34]. Коэффициент мультипликативности (КМ) рассчитывали по В. А. Драгавцеву [13, с. 134–141]. Дальнейшее статистическое выражение пластичности – эковаленту (Wi) – предложил С. Wricke [14, с. 4–12]. В. В. Хангильдин предложил для расчета гомеостатичности использовать показатель (Hоm) [15, с. 42–45]. Также рассчитаны селекционная ценность (Sc) [16, с. 3–7], индекс стабильности (ИС) [17, с. 100–108], генотипический эффект [18, с. 3–9], показатель эффекта реакции сортов на условия среды (ЭР) [19, с. 627–635].

По данным гидрометеорологического центра (ОГМС), в черте г. Омска в период исследований с 2015 по 2019 гг. сложились контрастные условия. Период вегетации 2015 г. характеризовался как сухой и холодный. Достаточным увлажнением отличился период вегетации 2016 г.: сумма осадков превышала среднемноголетние данные в июне и июле (+192 мм; +167 мм к норме) на фоне избытка тепла (+0,1…+2,3 °С к среднемноголетним данным). В 2017 г. наблюдался недобор осадков в мае, июле, августе (–77,0; –63,0; –26,0 к норме соответственно). Недостаток тепла был отмечен в мае, июне, августе 2018 г. В 2019 г. вегетация ячменя проходила в относительно благоприятных условиях. Период с мая по август характеризовался гидротермическим обеспечением, близким к среднему многолетнему значению – средняя температура воздуха 15,4 °С при сумме осадков 240 мм (102,4% от нормы) (рис. 3).

Рис. 3 Характеристика вегетационных периодов 2015–2019 гг. (Омская гидрометеорологическая станция)

Fig. 3 Characteristics of vegetation periods in 2015–2019 (Omsk hydrometeorological station)

 

Объектами исследований, результаты которых представлены в данной статье, являлись сорта ярового ячменя селекции Омского АНЦ, рекомендованные для возделывания в данном регионе, а также новые перспективные линии.

Группа двурядных пленчатых: Омский 95 (стандарт), Саша, Подарок Сибири, Омский 100, Омский 101, Медикум 4867, Нутанс 4883, Нутанс 4812.

Группа многорядных пленчатых: Омский 99 (стандарт), Рикотензе 4885, Паллидум 4861.

Группа двурядных голозерных: Омский голозерный 1 (стандарт).

Группа многорядных голозерных: Омский голозерный 2 (стандарт), Омский голозерный 4.

Результаты (Results)

Урожайность зерна представляет собой основной признак, определяющий ценность агробиологических и хозяйственных свойств сорта [1, с. 42–49], [2, с. 37–43]. Она формируется в результате взаимодействия его генотипа с условиями внешней среды, но в современных агроэкологических условиях недостаточная стрессоустойчивость сельскохозяйственных культур способствует низкой реализации урожайного потенциала [20, с. 617–626]. В наших исследованиях средняя величина урожайности по культуре составила 5,14 т/га, она изменилась от 4,06 т/га у сорта Омский голозерный 2 до 5,72 т/га у сорта Подарок Сибири (таблица 3). Максимальная средняя урожайность (7,19 т/га) получена у сорта Подарок Сибири в 2019 г, минимальная урожайность (2,10 т/га) – в 2016 г. у сорта Омский голозерный 1. В среднем за период исследований, сорта пленчатой группы превышали по урожайности сорта голозерной группы на 1,17 т/га.

Все исследуемые сорта превышали стандарт во всех группах в среднем за период исследований (+0,13…+0,90 т/га к стандарту). Также отличаются повышенной урожайностью новые перспективные линии в группе двурядных пленчатых Медикум 4867, Нутанс 4883 и Нутанс 4812 (+0,59…+0,80 т/га к стандарту.) в группе многорядных пленчатых Рикотензе 4885 и Паллидум 4861 (+0,16…+0,13 т/га к стандарту) в среднем за период исследований.

Благоприятные условия выращивания для получения высокой продуктивности сортов сложились в 2015, 2018 и 2019 гг. (5,60; 5,67 и 6,16 т/га) при максимальном индексе окружающей среды Ιj +0,46; +0,53; +1,01. Неблагоприятные условия отмечались в 2016 г. (3,42 т/га) и 2017 г. (4,94 т/га) (таблица 1).

Таблица 1

Урожайность зерна сортов ярового ячменя КСИ за 2015–2019 гг., т/га

Сорт

2015 г.

2016 г.

2017 г.

2018 г.

2019 г.

Среднее за период испытаний, кг/га

Х

± к St

Двурядные пленчатые

Омский 95 (St)

5,80

2,24

5,09

5,38

5,60

4,82

Саша

6,44

4,02

4,54

6,13

6,49

5,52

+0,70

Подарок Сибири

6,43

3,61

5,16

6,25

7,19

5,72

+0,90

Омский 100

6,55

3,96

5,01

5,26

6,54

5,46

+0,64

Омский 101

6,52

3,72

5,28

5,97

6,44

5,58

+0,76

Медикум 4867

6,54

3,61

4,85

5,99

6,39

5,47

+0,65

Нутанс 4883

5,80

3,78

5,25

6,17

7,11

5,62

+0,80

Нутанс 4812

6,16

3,63

4,50

6,09

6,71

5,41

+0,59

Многорядные пленчатые

Омский 99 (St)

5,32

4,08

4,92

5,69

5,79

5,16

+0,34

Рикотензе 4885

5,17

3,94

5,82

5,81

5,89

5,32

+0,50

Паллидум 4861

4,93

3,83

6,30

5,59

5,83

5,29

+0,47

Двурядные голозерные

Омский голозерный 1 (St)

4,24

2,10

3,29

5,25

5,97

4,17

–0,65

Многорядные голозерные

Омский голозерный 2 (St)

3,71

2,75

3,99

4,84

5,05

4,06

–0,76

Омский голозерный 4

4,14

2,59

4,85

5,01

5,18

4,35

–0,47

Среднее

5,60

3,42

4,94

5,67

6,16

5,14

НСР 05

0,90

0,80

0,90

1,00

0,90

0,70

Ιj

+0,46

–1,7

–0,3

+0,53

+1,01

Table 1

Grain yield of KSI spring barley varieties for 2015–2019, t/ha

Variety

2015

2016

2017

2018

2019

Average for the test period, kg/ha

Х

± to St

Double-row scaffy

Omskiy 95 (St)

5.80

2.24

5.09

5.38

5.60

4.82

Sasha

6.44

4,02

4.54

6.13

6.49

5.52

+0.70

Podarok Sibiri

6.43

3.61

5.16

6.25

7.19

5.72

+0.90

Omskiy 100

6.55

3.96

5.01

5.26

6.54

5.46

+0.64

Omskiy 101

6.52

3.72

5.28

5.97

6.44

5.58

+0.76

Medikum 4867

6.54

3.61

4.85

5.99

6.39

5.47

+0.65

Nutans 4883

5.80

3.78

5.25

6.17

7.11

5.62

+0.80

Nutans 4812

6.16

3.63

4.50

6.09

6.71

5.41

+0.59

Multi-row scaffy

Omskiy 99 (St)

5.32

4.08

4.92

5.69

5.79

5.16

+0.34

Rikotenze 4885

5.17

3.94

5.82

5.81

5.89

5.32

+0.50

Pallidum 4861

4.93

3.83

6.30

5.59

5.83

5.29

+0.47

Double-row bare grain

Omskiy golozernyy 1 (St)

4.24

2.10

3.29

5.25

5.97

4.17

0.65

Multi-row bare grain

Omskiy golozernyy 2 (St)

3.71

2.75

3.99

4.84

5.05

4.06

0.76

Omskiy golozernyy 4

4.14

2.59

4.85

5.01

5.18

4.35

0.47

Average

5.60

3.42

4.94

5.67

6.16

5.14

НСР 05

0.90

0.80

0.90

1.00

0.90

0.70

Ιj

+0.46

1.7

0.3

+0.53

1.01

 

Для определения существенности величины сортов и лет испытания в формирование урожайности проведен двухфакторный дисперсионный анализ (таблица 2). Результаты проведенного анализа выявили достоверное влияние на формирование урожайности фактора «год» – 65 %, доля влияния фактора «сорт» составила 19%.

Таблица 2

Результаты дисперсионного анализа сортов ярового ячменя

Дисперсия

Сумма квадратов

Степени свободы

Среднее квадратичное

Критерий Фишера F

Доля вклада, %

Fфакт

F05

Общая

227,8

69

3,3

Сорта (А)

43,2

13

3,3

4,7

2,07

19,0

Годы (В)

148,1

4

37,0

52,8

2,69

65,0

Остаток (ошибка)

36,5

52

0,7

 

Table 2

Results of dispersion analysis of spring barley varieties

Dispersion

 

Sum of squares

Degree of freedom

Mean square

Fischer’s Criterion F

The percentage contribution, %

Factual

F05

General

227.8

69

3.3

Grades (A)

43.2

13

3.3

4.7

2.07

19.0

Years (In)

148.1

4

37.0

52.8

2.69

65.0

Remainder (error)

36.5

52

0.7

 

В настоящее время существует и применяется большое количество методов математического определения отзывчивости сорта на меняющиеся погодные условия. Они отличаются по степени информативности, сложности расчета, объективности разрешающей способности. В этой связи возникает настоятельная потребность в сравнении некоторых из них в данной работе.

Наиболее широкое применение из-за своей доступности и информативности в мировой практике получил метод S. A. Eberhart, W. A. Rassel. Он позволяет рассчитать как экологическую пластичность сорта при помощи коэффициента регрессии (bi), так и стабильность его урожая через средний квадрат отклонений от линии регрессии (σd2 ). По мнению авторов, наиболее ценны для использования в производственных условиях сорта, которые соответствуют условию bi > 1, σd2 =0. Такие сорта относятся к высокоинтенсивным. Они отзывчивы на улучшение условий выращивания и характеризуются стабильной урожайностью. В нашем опыте к ним относятся сорта Нутанс 4812, Нутанс 4883, Медикум 4867, Подарок Сибири, Омский 101 (bi = 1,18; 1,12; 1,11; 1,14; 1,05; σd2 =0,17; 0,1; 0,14; 0,22; 0,24 соответственно).

Сорта с высокими показателями bi и σd2  менее ценны, так как их высокая отзывчивость сочетается с низкой стабильностью. К ним принадлежит сорт голозерного ячменя Омский голозерный 1 (bi = 1,37 и σd2 = 0,34).

Генотипы, которые соответствуют условию bi ≤ 1 и σd2 = 0, относительно слабо реагируют на улучшение внешних условий, но в то же время имеют стабильную урожайность. К ним относятся сорта Саша, Омский 100, Омский 99, Рикотензе 4885, Омский голозерный 4 (bi = 1,01; 0,92; 0,63; 0,65; 0,87; σd2 = 0,23; 0,33; 0,2; 0,26; 0,34 соответственно).

Те генотипы, у которых bi ≤ 1 и высокий показатель σd2 , слабо реагируют на улучшение внешних условий и имеют невысокую стабильность урожайности, это сорта: Омский 95, Паллидум 4861, Омский голозерный 2 (таблица 3).

Таблица 3

Параметры адаптивности ячменя по урожайности

Сорт

bi

σd2

ai

Ei

Hоm

Двурядные пленчатые

Омский 95 (St)

1,02

0,43

1,96

–0,32

0,16

Саша

1,01

0,23

2,08

0,38

0,26

Подарок Сибири

1,14

0,22

2,27

0,58

0,24

Омский 100

0,92

0,33

1,97

0,32

0,27

Омский 101

1,05

0,24

2,14

0,44

0,27

Медикум 4867

1,11

0,14

2,18

0,33

0,24

Нутанс 4883

1,12

0,10

2,22

0,48

0,26

Нутанс 4812

1,18

0,17

2,24

0,27

0,20

Многорядные пленчатые

Омский 99 (St)

0,63

0,20

1,63

0,02

0,38

Рикотензе 4885

0,65

0,26

1,67

0,18

0,34

Паллидум 4861

0,59

0,70

1,61

0,15

0,29

Двурядные голозерные

Омский голозерный 1 (St)

1,37

0,34

2,11

–0,97

0,11

Многорядные голозерные

Омский голозерный 2 (St)

0,76

0,45

1,60

–1,08

0,18

Омский голозерный 4

0,87

0,34

1,74

–0,79

0,18

0,06

0,04

0,07

0,15

0,02

 

Table 3

Parameters of adaptability of barley for yield

Variety

bi

σd2

ai

Ei

Hоm

Double-row scaffy

Omskiy 95 (St)

1.02

0.43

1.96

–0.32

0.16

Sasha

1.01

0.23

2.08

0.38

0.26

Podarok Sibiri

1.14

0.22

2.27

0.58

0.24

Omskiy 100

0.92

0.33

1.97

0.32

0.27

Omskiy 101

1.05

0.24

2.14

0.44

0.27

Medikum 4867

1.11

0.14

2.18

0.33

0.24

Nutans 4883

1.12

0.10

2.22

0.48

0.26

Nutans 4812

1.18

0.17

2.24

0.27

0.20

Multi-row scaffy

Omskiy 99 (St)

0.63

0.20

1.63

0.02

0.38

Rikotenze 4885

0.65

0.26

1.67

0.18

0.34

Pallidum 4861

0.59

0.70

1.61

0.15

0.29

Double-row bare grain

Omskiy golozernyy 1 (St)

1.37

0.34

2.11

–0.97

0.11

Multi-row bare grain

Omskiy golozernyy 2 (St)

0.76

0.45

1.60

–1.08

0.18

Omskiy golozernyy 4

0.87

0.34

1.74

–0.79

0.18

0.06

0.04

0.07

0.15

0.02

 

В. А. Драгавцев полагал, что мера адаптивности надежно работает лишь тогда, когда у сравниваемых генотипов примерно одинаковые средние величины, иначе на коэффициент регрессии может повлиять эффект метрической шкалы (чем выше средняя величина, тем выше мера пластичности). По его мнению, в этом случае более достоверно и объективно использовать коэффициент мультипликативности. Чем этот показатель больше, тем сильнее изменяется урожай сорта в различных условиях. Анализируя характер мультипликативности у исследуемых сортов за 2015–2019 гг. можно выделить сорта Омский голозерный 2 (ai = 1,6); Паллидум 4861 (ai = 1,61); Омский 99 (ai = 1,63); Рикотензе 4885 (ai = 1,67); Омский голозерный 4 (ai = 1,74). Они характеризуются слабой реакцией на улучшение условий выращивания, что свойственно сортам экстенсивного типа. Сорта: Омский 100 (ai = 1,97); Омский 95 (ai = 1,96) – полуинтенсивного типа. К сортам интенсивного типа, которые хорошо реагируют на улучшение условий возделывания, отнесены сорта Подарок Сибири, Нутанс 4812, Нутанс 4883, Медикум 4867, Омский 10, Омский голозерный 1, Саша (ai = 2,27; 2,24; 2,22; 2,18; 2,14; 2,11; 2,08 соответственно).

Высокая степень проявления генотипического эффекта характеризуется высоким положительным показателем (Ei). Отрицательное его значение указывает на низкую адаптационную способность сорта. Оценка сортов по показателю эффекта генотипа позволила установить распределение сортов по уровню адаптивной способности: Подарок Сибири (Ei = 0,58); Нутанс 4883 (Ei = 0,48); Омский 101 (Ei =0,44); Саша (Ei = 0,38); Медикум 4867 (Ei = 0,33); Омский 100 (Ei =0,32); Нутанс 4812 (Ei = 0,27); Рикотензе 4885 (Ei = 0,18); Паллидум 4861 (Ei =0,15); Омский 99 (Ei =0,02). Отрицательный эффект генотипа отмечен у сортов с низкой адаптационной способностью: Омский голозерный 2, Омский голозерный 1, Омский голозерный 4, Омский 95 (Ei = –1,08; –0,97; –0,79; –0,32 соответственно).

Высокую гомеостатичность (по В. В. Хангильдину) проявляют сорта Омский 99, Рикотензе 4885, Паллидум 4861, Омский 100, Омский 101, Саша, Нутанс 4883, Подарок Сибири, Медикум 4867, Нутанс 4812 (Hom = 0,38; 0,34; 0,29; 0,27; 0,27; 0,26; 0,26; 0,24; 0,24; 0,20 соответственно). Низкая гомеостатичность отмечена у сортов Омский голозерный 2 (Hom = 0,18), Омский голозерный 4 (Hom = 0,18), Омский 95 (Hom = 0,16), Омский голозерный 1 (Hom = 0,11).

Использование эковаленты (Wi), по C. Wricke, при анализе результатов изучения выявило, что высокой степенью стабильности характеризуется сорта Нутанс 4812, Омский 101, Нутанс 4883, Подарок Сибири, Медикум 4867 (Wi = 0,23…0,58). Средняя степень стабильности отмечена у сортов Омский 99, Саша, Омский голозерный 2, Омский 100, Рикотензе 4885 (Wi = 0,89…1,18). Низкий уровень стабильности выявлен у сортов Омский 95, Омский голозерный 1, Омский голозерный 4, Паллидум 4861 (Wi = 1,29…2,52).

Ведущие позиции по величине селекционной ценности [15, с. 42], согласно методу В. В. Хангильдина в трактовке Н. А. Орлянского, занимают сорта Саша, Рикотензе 4885, Омский 99, Омский 100, Омский 101, Паллидум 4861, Нутанс 4883, Медикум 4867, Подарок Сибири, Нутанс 4812 (Sc = 18,9; 18,9; 18,8; 18,0; 17,8; 16,8; 16,5; 16,4; 15,8 соответственно) (таблица 4).

Таблица 4

Урожайность, селекционная ценность и стабильность сортов ячменя, в среднем за 2015–2019 гг.

Сорт

Урожайность, т/га

Селекционная ценность (Sc)

Индекс стабильности (ИС)

min

max

x

Двурядные пленчатые

Омский 95 (St)

2,24

5,80

4,82

8,97

10,8***

Саша

4,02

6,49

5,52

18,9

22,7*

Подарок Сибири

3,61

7,19

5,72

16,4

17,0**

Омский 100

3,96

6,55

5,46

18,0

24,6*

Омский 101

3,72

6,52

5,58

17,8

22,7*

Медикум 4867

3,61

6,54

5,47

16,5

19,7**

Нутанс 4883

3,78

7,11

5,62

16,8

20,8**

Нутанс 4812

3,63

6,71

5,41

15,8

14,1***

Многорядные пленчатые

Омский 99 (St)

4,08

5,79

5,16

18,8

55,5*

Рикотензе 4885

3,94

5,89

6,32

18,9

41,9*

Паллидум 4861

3,83

6,30

5,29

17,0

30,4*

Двурядные голозерные

Омский  голозерный 1 (St)

2,10

5,97

4,17

6,12

7,3***

Многорядные голозерные

Омский  голозерный 2 (St)

2,75

5,05

4,06

8,97

19,1**

Омский голозерный 4

2,59

5,18

4,35

9,46

16,7***

0,18

0,17

0,17

1,19

3,36

             

Примечание: * высокостабильные, ** стабильные, *** нестабильные.

Table 4

Yield, breeding value and stability of barley varieties, average for 2015–2019

Variety

Yield, t/ha

Breeding value

Stability index (SI)

min

max

x

Double-row scaffy

Omskiy 95 (St)

2.24

5.80

4.82

8.97

10.8***

Sasha

4.02

6.49

5.52

18.9

22.7*

Podarok Sibiri

3.61

7.19

5.72

16.4

17.0**

Omskiy 100

3.96

6.55

5.46

18.0

24.6*

Omskiy 101

3.72

6.52

5.58

17.8

22.7*

Medikum 4867

3.61

6.54

5.47

16.5

19.7**

Nutans 4883

3.78

7.11

5.62

16.8

20.8**

Nutans 4812

3.63

6.71

5.41

15.8

14.1***

Multi-row scaffy

Omskiy 99 (St)

4.08

5.79

5.16

18.8

55.5*

Rikotenze 4885

3.94

5.89

6.32

18.9

41.9*

Pallidum 4861

3.83

6.30

5.29

17.0

30.4*

Double-row bare grain

Omskiy golozernyy 1 (St)

2.10

5.97

4.17

6.12

7.3***

Multi-row bare grain

Omskiy golozernyy 2 (St)

2.75

5.05

4.06

8.97

19.1**

Omskiy golozernyy 4

2.59

5.18

4.35

9.46

16.7***

0.18

0.17

0.17

1.19

3.36

Note: * highly stable, ** stable, *** unstable.

 

При расчете индекса стабильности (ИС) В. В. Хангильдин использовал среднеквадратический уровень урожайности и общую дисперсию этого признака. Приведенные результаты расчетов показали, что сорта Омский 99 (ИС = 55,5); Рикотензе 4885 (ИС = 41,9); Паллидум 4861 (ИС = 30,4); Омский 100 (ИС= 24,6); Саша (ИС= 22,7); Омский 101 (ИС = 22,7) относятся к группе высокостабильных. В группу стабильных сортов определены сорта Нутанс 4883, Медикум 4867, Омский голозерный 2, Подарок Сибири (ИС = 20,8; 19,7; 19,1; 17,0 соответственно), а к числу нестабильных – сорта Омский голозерный 4, Нутанс 4812, Омский 95, Омский голозерный 1.

Высокие положительные значения параметра эффекта реакции сортов (ЭР), по предложению В. В. Новохатина, указывают на высокую адаптивность сортов к условиям выращивания. В нашем изучении повышенная адаптивность отмечена у сортов Подарок Сибири, Нутанс 4812, Омский голозерный 2 (ЭР = 0,05). Низкая характерна для сортов Омский 95, Нутанс 4883, Омский 99, Омский голозерный 1 (ЭР = 0,01…0,02) (таблица 5).

Таблица 5

Показатели эффекта реакции (ЭР) сортов ячменя ярового, в среднем за 2015–2019 гг.

Сорт

2015 г.

2016 г.

2017 г.

2018 г.

2019 г.

Среднее

Двурядные пленчатые

Омский 95 (St)

0,52

0,88

0,57

0,03

0,22

0,02

Саша

0,46

0,20

0,68

0,08

0,03

0,03

Подарок Сибири

0,25

0,41

0,26

0,00

0,47

0,05

Омский 100

0,63

0,20

0,15

0,73

0,08

0,03

Омский 101

0,48

0,16

0.00

0,14

0,14

0,04

Медикум 4867

0,61

0,16

0,32

0,01

0,08

0,04

Нутанс 4883

0,28

0,14

0,07

0,02

0,49

0,02

Нутанс 4812

0,29

0,08

0,61

0,15

0,30

0,05

Многорядные пленчатые

Омский 99 (St)

0,30

0,62

0,06

0,00

0,37

0,01

Рикотензе 4885

0,61

0,32

0,80

0,04

0,43

0,04

Паллидум 4861

0,82

0,24

1,31

0,23

0,46

0,04

Двурядные голозерные

Омский голозерный 1 (St)

0,39

0,37

0,58

0,55

0,80

0,01

Многорядные голозерные

Омский голозерный 2 (St)

0,81

0,39

0,23

0,25

0,01

0,05

Омский голозерный 4

0,67

0,06

0,80

0,13

0,17

0,03

0,15

0,10

0,16

0,07

0,10

0,01

 

Table 5

Indicators of the reaction effect of spring barley varieties, average for 2015–2019

Variety

2015

2016

2017

2018

2019

Average

Double-row scaffy

Omskiy 95 (St)

0.52

0.88

0.57

0.03

0.22

0.02

Sasha

0.46

0.20

0.68

0.08

0.03

0.03

Podarok Sibiri

0.25

0.41

0.26

0.00

0.47

0.05

Omskiy 100

0.63

0.20

0.15

0.73

0.08

0.03

Omskiy 101

0.48

0.16

0.00

0.14

0.14

0.04

Medikum 4867

0.61

0.16

0.32

0.01

0.08

0.04

Nutans 4883

0.28

0.14

0.07

0.02

0.49

0.02

Nutans 4812

0.29

0.08

0.61

0.15

0.30

0.05

Multi-row scaffy

Omskiy 99 (St)

0.30

0.62

0.06

0.00

0.37

0.01

Rikotenze 4885

0.61

0.32

0.80

0.04

0.43

0.04

Pallidum 4861

0.82

0.24

1.31

0.23

0.46

0.04

Double-row bare grain

Omskiy golozernyy 1 (St)

0.39

0.37

0.58

0.55

0.80

0.01

Multi-row bare grain

Omskiy golozernyy 2 (St)

0.81

0.39

0.23

0.25

0.01

0.05

Omskiy golozernyy 4

0.67

0.06

0.80

0.13

0.17

0.03

0.15

0.10

0.16

0.07

0.10

0.01

 

Для измерения приспособительных возможностей сортов необходимо использование целого ряда методов и подходов, позволяющих объективно оценить их адаптивные возможности. При этом требуется применять ранжирование сортов и проводить окончательную оценку по сумме рангов, учитывая то обстоятельство, что первый ранг самый высокий (таблица 6).

Таблица 6

Ранжирование сортов ячменя по параметрам адаптивности

Сорт

Ранг по параметрам

Сумма рангов

bi

σd2

ai

Wi

Hom

Sc

ИС

Ei

ЭР

Двурядные пленчатые

Омский 95 (St)

7

11

9

11

9

10

12

11

4

84

Саша

8

6

7

7

5

1

5

4

3

46

Подарок Сибири

3

5

1

4

6

8

9

1

1

48

Омский 100

9

9

8

9

4

3

4

6

3

55

Омский 101

6

7

5

2

4

4

5

3

2

38

Медикум 4867

5

2

4

5

6

7

7

5

2

43

Нутанс 4883

4

1

3

3

5

6

6

2

4

34

Нутанс 4812

2

3

2

1

7

9

11

7

1

36

Многорядные пленчатые

Омский 99(St)

13

4

12

6

1

2

1

10

5

54

Рикотензе 4885

12

8

11

10

2

1

2

8

2

56

Паллидум 4861

14

13

13

14

3

5

3

9

2

76

Двурядные голозерные

Омский  голозерный 1 (St)

1

10

6

12

10

12

13

13

5

82

Многорядные голозерные

Омский  голозерный 2 (St)

11

12

14

8

8

10

8

14

1

86

Омский  голозерный 4

10

10

10

13

8

11

10

12

3

84

 

Table 6

Ranking of barley varieties in the parameters of adaptability

Grade

Rank in the parameters

The sum of the ranks

bi

σd2

ai

Wi

Hom

Sc

SI

Ei

RE

Double-row scaffy

Omskiy 95 (St)

7

11

9

11

9

10

12

11

4

84

Sasha

8

6

7

7

5

1

5

4

3

46

Podarok Sibiri

3

5

1

4

6

8

9

1

1

48

Omskiy 100

9

9

8

9

4

3

4

6

3

55

Omskiy 101

6

7

5

2

4

4

5

3

2

38

Medikum 4867

5

2

4

5

6

7

7

5

2

43

Nutans 4883

4

1

3

3

5

6

6

2

4

34

Nutans 4812

2

3

2

1

7

9

11

7

1

36

Multi-row scaffy

Omskiy 99 (St)

13

4

12

6

1

2

1

10

5

54

Rikotenze 4885

12

8

11

10

2

1

2

8

2

56

Pallidum 4861

14

13

13

14

3

5

3

9

2

76

Double-row bare grain

Omskiy golozernyy 1 (St)

1

10

6

12

10

12

13

13

5

82

Multi-row bare grain

Omskiy golozernyy 2 (St)

11

12

14

8

8

10

8

14

1

86

Omskiy golozernyy 4

10

10

10

13

8

11

10

12

3

84

 

Использование параметров приспособительных возможностей и рангового анализа сортов позволило выделить генотипы ячменя, обладающие высокой адаптивностью:

Двурядные пленчатые – новые перспективные линии Нутанс 4883, Нутанс 4812 и сорт Омский 101 (сумма рангов – 34, 38, соответственно).

Многорядные пленчатые – стандартный сорт Омский 99 и новая перспективная линия Рикотензе 4885 (сумма рангов – 54 и 56).

Двурядные голозерные – стандарт Омский  голозерный 1 (сумма рангов – 82).

Многорядные голозерные – стандарт Омский голозерный 2 и сорт Омский голозерный 4 (сумма рангов – 86 и 84).

Обсуждение и выводы (Discussion and Conclusion)

Выводы

  1. Средняя урожайность по культуре составила за период исследований 2015–2019 гг. 5,14 т/га. Максимальная урожайность отмечена в 2015, 2018 и 2019 гг. (5,60; 5,67 и 6,16 т/га) при высоком положительном индексе окружающей среды Ιj, равном +0,46; +0,53; +1,01 соответственно.
  2. В среднем за период исследований сорта и линии пленчатой группы превышали по урожайности сорта голозерной группы на 1,17 т/га.
  3. Все исследуемые сорта и линии превышали стандарт во всех группах в среднем за период исследований (+0,13…+0,90 т/га).
  4. На формирование урожайности ячменя доля влияния фактора «год» составила 65 % , фактора «сорт» – 19 %.
  5. Высокоинтенсивны, по S. A. Eberhart и W. A. Rassel, линии Нутанс 4812, Нутанс 4883, Медикум 4867, сорта Подарок Сибири и Омский 101 (bi > 1, σd2  = 0).
  6. К сортам интенсивного типа (которые хорошо реагируют на улучшение условий возделывания), по В. А. Драгавцеву, относятся сорта Подарок Сибири, Омский 10, Омский голозерный 1, Саша и линии Нутанс 4812, Нутанс 4883, Медикум 4867, (ai = 2,08…2,27).
  7. Сорта с высокой адаптивной способностью (по Б. П. Гурьеву): Подарок Сибири, Нутанс 4883, Омский 101, Саша, Медикум 4867, Омский 100 и Омский 99; линии Нутанс 4812, Рикотензе 4885, Паллидум 4861 (Ei = 0,02…0,58).
  8. Высокую гомеостатичность, по В. В. Хангильдину, проявляют сорта Омский 99, Омский 100, Омский 101, Саша, Подарок Сибири и линии Нутанс 4883, Рикотензе 4885, Паллидум 4861, Медикум 4867, Нутанс 4812 (Hom = 0,20…0,38).
  9. Высокой степенью стабильности, по C. Wricke, характеризуется сорта Омский 101, Подарок Сибири и линии Нутанс 4812, Нутанс 4883, Медикум 4867 (Wi = 0,23…0,58).
  10. Ведущие позиции по величине селекционной ценности, согласно методу В. В. Хангильдина в трактовке Н. А. Орлянского, занимают сорта Саша, Омский 99, Омский 100, Омский 101, Подарок Сибири, Паллидум 4861, Нутанс 4883, Медикум 4867, Рикотензе 4885, Нутанс 4812 (Sc = 15,8…18,9).
  11. Высокостабильны, по В. В. Хангильдину, сорта Омский 99, Омский 100, Саша, Омский 101 и линии Рикотензе 4885, Паллидум 4861, (ИС = 22,7…55,5).
  12. Повышенная адаптивность, по В. В. Новохатину, отмечена у сортов Подарок Сибири, Омский голозерный 2 и линии Нутанс 4812 (ЭР = 0,05).

Рекомендации

Для получения повышенного урожая в условиях южной лесостепи Западной Сибири рекомендуются к возделыванию наиболее адаптивные сорта ячменя согласно ранговому анализу всех используемых методик:

Двурядные пленчатые – новые перспективные линии Нутанс 4883, Нутанс 4812 и сорт Омский 101 (сумма рангов – 34, 36, 38 соответственно).

Многорядные пленчатые – стандартный сорт Омский 99 и перспективная линия Рикотензе 4885 (сумма рангов – 54 и 56).

Двурядные голозерные – стандарт Омский голозерный 1 (сумма рангов – 82).

Многорядные голозерные – стандарт Омский голозерный 2 и сорт Омский голозерный 4 (сумма рангов – 86 и 84).

Список литературы

1. Юсова О. А., Николаев П. Н., Сафонова И. В., Аниськов Н. И. Изменение урожайности и качества зерна овса с повышением адаптивности сортов // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020. № 181 (2). С. 42-49. DOI:https://doi.org/10.30901/2227-8834-2020-2-42-49.

2. Николаев П. Н., Юсова О. А., Аниськов Н. И., Сафонова И. В. Агробиологическая характеристика многорядных голозерных сортов ячменя селекции Омского АНЦ // Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019. № 180 (1). С. 37-43. DOI:https://doi.org/10.30901/2227-8834-2019-1-38-43.

3. Агровести АПК. 2019 [Электронный ресурс]. URL: https://agrovesti.net/lib/industries/cereals/posevnye-ploshchadi-valovye-sbory-i-urozhajnost-rzhi-v-rossii (дата обращения: 30.08.2020).

4. Солонечный П. Н. Ammi и gge biplot анализ взаимодействия генотип-среда линий ячменя ярового // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. № 6. С. 657-662. DOI:https://doi.org/10.18699/VJ17.283.

5. Чеботарь В. К., Заплаткин А. Н., Щербаков А. В., Мальфанова Н. В., Старцева А. А., Костин Я. В. Микробные препараты на основе эндофитных и ризобактерий, которые перспективны для повышения продуктивности и эффективности использования минеральных удобрений у ярового ячменя (Hordeum Vulgarel.) и овощных культур // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 3. С. 335-342. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.3.335rus.

6. Гудзенко В. Н. Статистическая и графическая (gge biplot) оценка адаптивной способности и стабильности селекционных линий ячменя озимого // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2019. Т. 23. № 1. С. 110-118. DOI:https://doi.org/10.18699/VJ19.469.

7. Шуплецова О. Н., Щенникова И. Н. Результаты использования клеточных технологий в создании новых сортов ячменя, устойчивых к токсичности алюминия и засухе // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2016. Т. 20. № 5. С. 623-628. DOI:https://doi.org/10.18699/VJ16.183.

8. Компанец Е. В., Козаченко М. Р., Васько Н. И., Наумов А. Г., Солонечный П. Н., Святченко С. И. Комбинационная способность сортов ячменя ярового в системе прямых диаллельных скрещиваний // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. № 5. С. 537-544. DOI:https://doi.org/10.18699/VJ17.271.

9. Чурюкин Р. С., Гераськин С. А. Проявление эффекта гормезиса у растений ячменя (Hordeum Vulgare L.) в контрастных условиях произрастания при γ-облучении семян // Сельскохозяйственная биология. 2017. Т. 52. № 4. С. 820-829. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2017.4.820rus.

10. Тимошенкова Т. А., Тишков Н. И. Новый сорт ярового ячменя Лида, адаптированный к засушливым условиям Оренбургского Предуралья // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН. 2019. № 2. С. 11.

11. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 352 с.

12. Егушова Е. А. Урожайность и параметры адаптивности сортов озимой мягкой пшеницы // Проблемы развития АПК региона. 2016. Т. 25. № 1-1 (25). С. 31-34.

13. Драгавцев В. А. Как «устроены» признаки продуктивности растений и почему России необходим селекционный фитотрон // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2018. № 72. С. 134-141. DOI:https://doi.org/10.21515/1999-1703-72-134-141.

14. Сюков В. В., Захаров В. Г., Мальчиков П. Н., Кривобочек В. Г., Никонов В. И., Василова Н. З., Ганеев В. А., Гулаева Н. В., Менибаев А. И. Эффективность статистических методов оценки адаптивности генотипов яровой мягкой пшеницы вдоль экологического вектора // Аграрный научный журнал. 2019. № 2. С. 4-12.

15. Андреев А. А., Драчева М. К. Оценка адаптивной способности сортов ярового ячменя и подбор родительских пар для селекционного процесса // Зерновое хозяйство России. 2019. № 4 (64). С. 42-45.

16. Орлянский Н. А., Орлянская Н. А. Оценка результатов экологического сортоиспытания гибридов кукурузы с использованием селекционных индексов // Кукуруза и сорго. 2016. № 2. С. 3-7.

17. Гребенникова И. Г., Чешкова А. Ф., Степочкин П. И., Алейников А. Ф., Чанышев Д. И. Методика оценки экологической пластичности сортов злаковых культур // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2020. Т. 50. № 2. С. 100-108.

18. Сотченко В. С., Горбачева А. Г., Орлянский Н. А., Орлянская Н. А., Ветошкина И. А., Панфилова О. Н., Кривошеев Г. Я. Оптимизация семеноводства гибридной кукурузы с использованием селекционных индексов // Кукуруза и сорго. 2017. № 3. С. 3-9.

19. Новохатин В. В. Обоснование генетического потенциала у интенсивных сортов мягкой пшеницы (Triticum Aestivum L.) // Сельскохозяйственная биология. 2016. Т. 51. № 5. С. 627-635. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.627rus.

20. Рыбась И. А. Повышение адаптивности в селекции зерновых культур // Сельскохозяйственная биология. 2016. № 51 (5). С. 617-626. DOI:https://doi.org/10.15389/agrobiology.2016.5.617rus.

Войти или Создать
* Забыли пароль?