УДК 633.52 Лен и подобные ему волокнистые
Цель исследований – изучить влияние агрометеорологических условий Среднего Приамурья на формирование урожайности яровой мягкой пшеницы конкурсного сортоиспытания. Исследования проводили в 2019–2023 гг. на базе Дальневосточного научно-исследовательского института сельского хозяйства (Хабаровский край, Россия). Объект исследований – 25 сортов и селекционных линий яровой мягкой пшеницы. Стандартный сорт – Хабаровчанка, районированный в Дальневосточном регионе. Предшественник в опыте – черный пар. Вегетационные периоды растений проходили в различных метеорологических условиях: от сильного переувлажнения до засушливых условий. По результатам исследований выделены сорта и селекционные линии с высокой урожайностью зерна – Зарянка, Елизавета, Далира, 65/2-11, 26/2-14, 29/8-06, 14/2-00, 60/2-09, 21/1-01, 11/7-14, 48/2-14, 43/3-14, 22/2-16, 19/1-14, 47/1-14. В условиях региона отмечены сорта Хабаровчанка, Лира-98, Елизавета и селекционная линия 65/2-11 со стабильным формированием урожайности (V = 13–16 %) и высокими значениями показателя гомеостатичности (Hom = 16,8–23,9). Установлены вклады в изменчивость урожайности образцов пшеницы мягкой яровой: условий окружающей среды – 67,8 % и взаимодействия генотип × среда – 24,4 %. С помощью регрессионного анализа рассчитано влияние климатических условий на формирование урожайности – количество выпавших осадков во вторую декаду мая у селекционных линий 29/8-06, 14/2-00, 60/2-09; обилие дождей в целом за май у генотипов Зарянка, Лира-98, Далира, 65/2-11, 42/1-14, 21/1-01, 11/7-14, 48/2-14, 43/3-14, 22/2-16, 19/1-14, 11/5-16, 47/1-14; влагообеспеченность в первую декаду июня у селекционной линии 94/3-09; температура приземного слоя воздуха в июле у сорта Елизавета. Вариабельность урожайности данных генотипов яровой мягкой пшеницы объясняется погодными условиями региона на 77–99 %.
яровая мягкая пшеница, урожайность яровой мягкой пшеницы, климатические условия Среднего Приамурья
Введение. Мягкая пшеница – одна из важнейших продовольственных культур в мире, ее доля от общего количества выращенного зерна составляет 35 % [1]. Развитие сельскохозяйственного производства в Российской Федерации невозможно без создания высокопродуктивных сортов сельскохозяйственных культур, стабильно формирующих урожай высокого качества, способных противостоять неблагоприятным факторам окружающей среды [2].
В основе технологии возделывания любой культуры лежит сорт, а реализация его продукционного потенциала и технологических качеств – результат сложного взаимодействия «генотип-среда» в конкретных природно-климатических условиях [3]. Продуктивность яровой пшеницы – результат сложного взаимодействия самых разных факторов [4] и в первую очередь зависит от погодных условий [5, 6]. Одно из условий формирования высоких урожаев – наличие достаточного количества влаги в почве. Как недостаток, так и избыток влаги может негативно влиять на урожайность и качество зерна [7].
Неустойчивость климата Дальневосточного региона приводит к существенному сокращению сбора зерна пшеницы в годы с неблагоприятным сочетанием метеоусловий. Глобальные изменения погодных условий за последние десятилетия, связанные с потеплением климата, требуют создания новых сортов яровой мягкой пшеницы с максимально возможным уровнем продуктивности и высокой адаптивностью к стрессовым факторам Среднего Приамурья.
Цель исследований – изучить влияние агрометеорологических условий Среднего Приамурья на формирование урожайности яровой мягкой пшеницы конкурсного сортоиспытания.
Объекты и методы. Исследования проводили в 2019–2023 гг. на базе Дальневосточного научно-исследовательского института сельского хозяйства (Россия, Хабаровский край). Почва – лугово-бурая оподзоленно-глеевая тяжелосуглинистая (pHсол < 4,5, подвижный P2O5 – 99–155 мг/кг, обменный K2O – 277–304 мг/кг, гумус – 3,6-3,8 %). Объект исследований – 25 сортов и селекционных линий яровой мягкой пшеницы конкурсного сортоиспытания. Стандартный сорт – Хабаровчанка, районированный в Дальневосточном регионе. Предшественник в опыте – черный пар. Посев проводили сеялкой «ССФК-7М» в оптимальные сроки (третья декада апреля) с нормой высева 5,5 млн всхожих зерен на гектар. Площадь делянки – 12 м2, повторность – трехкратная. Учет урожая проводили комбайном «ХЕГЕ-125».
Все учеты и наблюдения проводились по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [8]. Показатель гомеостатичности сортов (Hom) определяли по методике В.В. Хангильдина [9]. Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного, корреляционного, регрессионного анализов в изложении Б.А. Доспехова [10] с помощью компьютерной программы Statistica 10.0. Рассчитанные коэффициенты корреляции статистически значимы при 95 % уровне достоверности (P ˂ 0,05).
Агрометеорологические условия в годы исследований были разнообразными по тепло- и влагообеспеченности (табл. 1). Вегетационный период 2019 г. отличался существенным переувлажнением почвы, особенно в мае (на 64 мм больше среднемноголетних значений) и июле (на 52 мм больше среднемноголетних значений). Май 2020 г. отличался высокой среднесуточной температурой воздуха (на 2,3 °С выше среднемноголетних значений), а июнь повышенным количеством выпавших осадков (на 53 мм больше среднемноголетних значений). В июле 2021 г. отмечали опасное агрометеорологическое явление – жаркая и сухая погода (на 3,7 °С выше и на 106 мм ниже среднемноголетних значений). Вегетационный период 2022 года также характеризовался недостаточным увлажнением в июле (на 75 мм ниже среднемноголетних значений). В 2023 гг. наблюдали атмосферную засуху в течение всей вегетации растений (ГТК за май – июнь на 0,8, 0,4 и 1,0 ниже среднемноголетних значений).
Таблица 1
Метеорологические условия в годы проведения исследований
|
Температура воздуха, °С |
||||||
|
Месяц |
2019 г. |
2020 г. |
2021 г. |
2022 г. |
2023 г. |
Среднемноголетнее значение |
|
Май |
13,6 |
14,3 |
12,6 |
12,3 |
13,4 |
12,0 |
|
Июнь |
15,9 |
15,2 |
19,0 |
17,8 |
18,7 |
17,9 |
|
Июль |
21,6 |
22,1 |
25,1 |
23,0 |
22,7 |
21,4 |
|
Количество выпавших осадков, мм |
||||||
|
Май |
124 |
27 |
63 |
53 |
32 |
60 |
|
Июнь |
99 |
131 |
134 |
86 |
64 |
78 |
|
Июль |
184 |
118 |
26 |
57 |
67 |
132 |
|
Гидротермический коэффициент (ГТК) |
||||||
|
Май |
2,9 |
0,6 |
1,6 |
1,4 |
0,8 |
1,6 |
|
Июнь |
2,1 |
2,9 |
2,4 |
1,6 |
1,1 |
1,5 |
|
Июль |
2,7 |
1,7 |
0,3 |
0,8 |
1,0 |
2,0 |
Результаты и их обсуждение. В среднем за годы исследований выделены сорта Зарянка, Елизавета, Далира и селекционные линии 65/2-11, 26/2-14, 29/8-06, 14/2-00, 60/2-09, 21/1-01, 11/7-14, 48/2-14, 43/3-14, 22/2-16, 19/1-14, 47/1-14, достоверно превышающие стандартный сорт Хабаровчанка по урожайности зерна на 37–69 г/м2 (табл. 2). Максимальная урожайность отмечена у сорта Далира в 2019 г., превышение над стандартом в данный год составило 252 г/м2.
Таблица 2
Урожайность сортов и селекционных линий конкурсного сортоиспытания
яровой мягкой пшеницы (2019–2023 гг.)
|
Сорт, селекционная линия |
Урожайность, г/м2 |
Коэффициент вариации V, % |
Гомеостатичность (Hom) |
||
|
Минимум |
Среднее |
Максимум |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Хабаровчанка |
256 |
313 |
376 |
16 |
16,8 |
|
Зарянка |
292 |
355 |
466 |
20 |
10,0 |
|
Лира-98 |
256 |
297 |
346 |
14 |
23,9 |
|
Елизавета |
317 |
350 |
433 |
13 |
22,6 |
|
Приамурская |
146 |
343 |
519 |
41 |
2,2 |
|
Анфея |
247 |
320 |
405 |
20 |
10,2 |
|
Далира |
252 |
372 |
582 |
36 |
3,1 |
|
65/2-11 |
313 |
363 |
440 |
16 |
18,4 |
|
26/2-14 |
278 |
382 |
506 |
26 |
6,5 |
Окончание табл. 2
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
42/1-14 |
278 |
343 |
430 |
20 |
11,3 |
|
|
29/8-06 |
268 |
366 |
489 |
24 |
6,9 |
|
|
14/2-00 |
256 |
357 |
491 |
26 |
5,9 |
|
|
60/2-09 |
282 |
366 |
527 |
27 |
5,5 |
|
|
21/1-01 |
288 |
367 |
530 |
27 |
5,6 |
|
|
118/1-99 |
184 |
325 |
439 |
30 |
4,3 |
|
|
55/5-09 |
219 |
312 |
359 |
19 |
12,0 |
|
|
94/3-09 |
231 |
305 |
400 |
21 |
8,8 |
|
|
11/2-14 |
254 |
327 |
388 |
18 |
13,2 |
|
|
11/7-14 |
282 |
355 |
512 |
26 |
5,9 |
|
|
48/2-14 |
255 |
355 |
542 |
34 |
3,7 |
|
|
43/3-14 |
274 |
361 |
464 |
23 |
8,3 |
|
|
22/2-16 |
286 |
374 |
529 |
25 |
6,1 |
|
|
19/1-14 |
268 |
370 |
495 |
25 |
6,6 |
|
|
11/5-16 |
259 |
335 |
479 |
25 |
6,0 |
|
|
47/1-14 |
243 |
352 |
558 |
35 |
3,2 |
|
|
65/1-17 |
249 |
346 |
407 |
19 |
11,3 |
|
|
НСР05 |
|
33 |
|
|
|
|
В условиях региона сорта Хабаровчанка, Лира-98, Елизавета и селекционная линия 65/2-11 отличались стабильной продуктивностью по годам, данные сорта способны к минимуму сводить последствия воздействия неблагоприятных факторов окружающей среды, о чем свидетельствуют высокие значения показателей гомеостатичности. Стандартный сорт Хабаровчанка районированный в 1994 г. отличался высокой устойчивостью к изменчивости погодных условий и формировал стабильную продуктивность, поэтому выращивается уже свыше 25 лет в производстве [11].
Отмечено, что сорт яровой пшеницы Приамурская крайне неустойчиво формировал урожайность: в благоприятных условиях данный сорт реализовал максимальный потенциал продуктивности – 519 г/м2, который снижался в 3,5 раза при воздействии нерегулируемых факторов внешней среды. Высокие коэффициенты вариации (30–35 %) у сорта Далира и линий 118/1-99, 48/2-14, 47/1-14 обусловлены существенным воздействием экологических стрессов.
В результате двухфакторного дисперсионного анализа установлено статистически значимое влияние абиотических условий на величину урожая образцов яровой мягкой пшеницы (Fф˃Fкр), при этом генотип не оказывает существенное воздействие на данный признак (Fф˂Fкр) (табл. 3). Вариабельность урожайности обусловлена в большей степени условиями окружающей среды, доля влияния фактора составляет 67,8 %. Взаимодействие фактора «генотип × среда», находящееся на уровне 24,4 %, свидетельствует о том, что повышение урожайности и стабильности возможно при условии использования высокопродуктивных и адаптивных сортов яровой мягкой пшеницы.
Таблица 3
Результаты двухфакторного дисперсионного анализа урожайности
конкурсного сортоиспытания яровой мягкой пшеницы
|
Источник вариации |
Сумма квадратов отклонений SS |
Число степеней свободы Df |
Дисперсия MS |
Фактическое значение отношения Фишера Fфакт. |
Критическое значение отношения Фишера Fкрит. |
|
Фактор А (генотип) |
672,8951 |
25 |
26,9158 |
1,268023 |
1,61635 |
|
Фактор В (среда) |
5898,137 |
4 |
1474,534 |
69,46638 |
2,462615 |
|
Взаимодействие А х В |
2122,659 |
100 |
21,22659 |
× |
× |
|
Итого |
8693,691 |
129 |
× |
× |
× |
Для определения реакции генотипов пшеницы, обусловленной абиотическими условиями, рассчитаны коэффициенты корреляции между урожайностью и метеорологическими условиями каждой декады месяца за период с мая по июль. У сортов Зарянка, Далира и селекционных линий 65/2-11, 14/2-00, 21/1-01, 11/7-14, 48/2-14, 22/2-16, 11/5-16, 47/1-14 выявлены высокие положительные коэффициенты корреляции между урожайностью и обильными ливневыми дождями во вторую декаду мая (r = 0,931; r = 0,941; r = 0,886; r = 0,905; r = 0,968; r = 0,968; r = 0,934; r = 0,906; r = 0,952; r = 0,951 соответственно) и в целом за месяц (r = 0,970; r = 0,977; r = 0,886; r = 0,887; r = 0,984; r = 0,989; r = 0,987; r = 0,987; r = 0,989; r = 0,996 соответственно). Отмечено, что линии пшеницы 29/8-06 и 60/2-09 преимущественно зависели от влагообеспеченности во вторую декаду мая (r = 0,879; r = 0,958 соответственно), а сорт Лира-98 и селекционные линии 42/1-14, 43/3-14, 19/1-14 в большей степени зависели от гидротермического режима в течение всего месяца мая (r = 0,890; r = 0,882; r = 0,914; r = 0,945 соответственно). Установлено, что селекционная линия 94/3-09 отличалась требовательностью к достаточному увлажнению в первую декаду мая (r = 0,880) и первую декаду июня (r = 0,979). Урожайность сорта пшеницы Елизавета имела прямую сильную корреляционную связь с температурой воздуха в период налива и созревания зерна, который приходится на июль (r = 0,880). Низкие значения коэффициентов корреляции между остальными метеорологическими условиями и урожайностью зерна пшеницы свидетельствуют о влиянии других неучтенных факторов.
В результате расчетов были получены уравнения регрессии, где y – урожайность зерна, х1 – среднесуточная температура воздуха за июль, x2 – количество выпавших осадков во вторую декаду мая, x3 – количество выпавших осадков за май, х4 – количество выпавших осадков за первую декаду июня (табл. 4). Параметры модели статистически значимы.
Таблица 4
Регрессионный анализ урожайности яровой мягкой пшеницы и метеорологических условий
|
Сорт и селекционная линия |
Уравнение регрессии |
Коэффициент детерминации (R2) |
|
Зарянка |
Y= 24,7163 + 0,181 x3 |
0,941 |
|
Лира-98 |
Y = 24,078 + 0,09435 х3 |
0,793 |
|
Елизавета |
Y = -36,7683 + 3,1357 х1 |
0,810 |
|
Далира |
Y = 17.0626 + 0,3371 х3 |
0,955 |
|
65/2-11 |
Y = 28,5476 + 0,1303 х3 |
0,803 |
|
42/1-14 |
Y = 24,9919 + 0,1553 х3 |
0,882 |
|
29/8-06 |
Y = 29,222 + 0,2443 х2 |
0,772 |
|
14/2-00 |
Y = 27,8178 + 0,2623 х2 |
0,819 |
|
60/2-09 |
Y = 27,4647 + 0,3012 х2 |
0,919 |
|
21/1-01 |
Y = 21,5942 + 0,2526 х3 |
0,969 |
|
94/3-09 |
Y = 19,5129 + 0,3521 х4 |
0,813 |
|
11/7-14 |
Y = 21,4143 + 0,2349 х3 |
0,979 |
|
48/2-14 |
Y = 17,4283 + 0,3029 х3 |
0,974 |
|
43/3-14 |
Y = 24,4422 + 0,1953 х3 |
0,836 |
|
22/2-16 |
Y = 23,1208 + 0,2388 х3 |
0,974 |
|
19/1-14 |
Y = 23.5989 + 0,2241 х3 |
0,894 |
|
11/5-16 |
Y = 20,5722 + 0,2158 х3 |
0,971 |
|
47/1-14 |
Y = 16,41 + 0,3145 х3 |
0,992 |
Согласно уравнениям регрессии наибольшее влияние на формирование урожайности сортов Зарянка, Лира-98, Далира и селекционных линий 65/2-11, 42/1-14, 21/1-01, 11/7-14, 48/2-14, 43/3-14, 22/2-16, 19/1-14, 11/5-16, 47/1-14 оказывает количество влаги в целом за май, на который приходится кущение и формирование продуктивных побегов. Выявлено, что урожайность селекционных линий 29/8-06, 14/2-00, 60/2-09 в большей степени зависела от количества выпавших осадков во вторую декаду мая, а у селекционной линии 94/3-09 от влагообеспеченности в первую декаду июня. Отмечено, что повышение среднесуточной температуры приземного слоя воздуха на 3,1357 °С в июле приводило к увеличению урожайности у сорта Елизавета на 10 г/м2. Статистическая значимость проверена с помощью коэффициента детерминации, который показывает, что 77–99 % вариабельности продуктивности данных генотипов яровой пшеницы объясняется абиотическими факторами внешней среды.
Заключение. В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
- Выделены сорта Зарянка, Елизавета, Далира и селекционные линии 65/2-11, 26/2-14, 29/8-06, 14/2-00, 60/2-09, 21/1-01, 11/7-14, 48/2-14, 43/3-14, 22/2-16, 19/1-14, 47/1-14 с высокой урожайностью зерна – 347–382 г/м2.
- Отмечены сорта Хабаровчанка, Лира-98, Елизавета и селекционная линия 65/2-11 со стабильным формированием урожайности (V = 13–16 %) и высокими значениями показателя гомеостатичности (Hom = 16,8–23,9).
- В результате дисперсионного анализа установлена доля влияния факторов: окружающей среды (67,8 %), взаимодействия генотип х среда (24,4 %).
- Установлено влияние количества выпавших осадков на формирование урожайности у селекционных линий 29/8-06, 14/2-00, 60/2-09 во вторую декаду мая, у сортов Зарянка, Лира-98, Далира и селекционных линий 65/2-11, 42/1-14, 21/1-01, 11/7-14, 48/2-14, 43/3-14, 22/2-16, 19/1-14, 11/5-16, 47/1-14 в целом за май, у селекционной линии 94/3-09 в первую декаду июня; влияние тепла в июле у сорта Елизавета.
1. Демина И.Ф. Сопряженность урожайности и элементов ее структуры у образцов яровой мягкой пшеницы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2021. Т. 22, № 4. С. 477–484. DOI:https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.4.477-484.
2. Селекция яровой мягкой пшеницы в условиях южной лесостепи республики Башкортостан / М.М. Хайбуллин [и др.] // Вестник Башкирского государственного аграрного университета. 2021. № 4. С. 34–38. DOI:https://doi.org/10.31563/1684-7628-2021-60-4-34-39.
3. Волкова Л.В., Лисицын Е.М., Амунова О.С. Роль генотипа и погодных условий в формировании морфобиологических и хозяйственно ценных признаков яровой мягкой пшеницы // Таврический вестник аграрной науки. 2020. № 3. С. 43–58. DOI: 10.33952/ 2542-0720-2020-3-23-43-58.
4. Продуктивность и качество мягкой яровой пшеницы в западной Сибири / Т.Н. Капко [и др.] // Достижения науки и техники АПК. 2021. Т. 35, № 10. С. 25–31. DOI: 10.53859/ 02352451_2021_35_10_25.
5. Земцова Е.С., Боме Н.А. Анализ структуры урожая яровой пшеницы в различных погодных условиях Тюменской области // Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2021. Т. 16, № 2. С. 23–28. DOI:https://doi.org/10.12737/2073-0462-2021-23-28.
6. Основные факторы влияния на продуктивность яровой мягкой пшеницы в степной зоне южного Урала / Максютов Н.А. [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020. № 5. С. 27–31. DOI:https://doi.org/10.37670/2073-0853-2020-85-5-27-31.
7. Влияние климатических условий Владимирского ополья на формирование урожайности новых перспективных сортов яровой мягкой пшеницы / Г.В. Игнатьева [и др.] // Владимирский земледелец. 2022. № 4. С. 52–58. DOI:https://doi.org/10.24412/2225-2584-2022-4-52-58.
8. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М.: Колос, 1985. Вып. 1. 267 с.
9. Хангильдин В.В., Бирюков С.В. Проблема гомеостаза в генетико-селекционных исследованиях // Генетико-цитологические аспекты в селекции сельскохозяйственных растений. 1984. № 1. С. 67–76.
10. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 1985. 351 с.
11. Асеева Т.А., Зенкина К.В. История селекции яровой пшеницы в Дальневосточном НИИСХ (обзор) // Дальневосточный аграрный вестник. 2020. № 3. С. 5–16. DOI:https://doi.org/10.24411/1999-6837-2020-13028.
