доктор сельскохозяйственных наук;
doctor of agricultural sciences;
кандидат архитектуры;кандидат архитектуры;
candidate of architecture;candidate of architecture;
Цель исследования – выявление сортов твердой яровой пшеницы с широкой адаптацией и ста- бильно высокой урожайностью. Изучены 5 сортов твердой яровой пшеницы по признаку «урожай- ность зерна» по двум предшественникам (чистый пар и пшеница яровая) в условиях интенсивного земледелия. За стандарт был взят сорт Оазис. За 4 года исследования (2017–2020 гг.) урожайность в опытах по пару составляла 3,12–5,70 т/га, а по яровой пшенице – 2,61–5,89 т/га. Недостаточным было увлажнение в 2018 и 2019 гг., в 2020 г. – оно было достаточным, а в 2017 даже избыточным. В ходе анализа полученных данных использовались параметры экологической пластичности, ста- бильности и гомеостатичности исследуемых сортов: урожайность в контрастные годы (У +У )/2; 1 2 индекс экологической пластичности (ИЭП); стрессоустойчивость (У -У ); коэффициент линейной 2 1 i регрессии (b ); коэффициент вариации (V); индекс стабильности (L′); мера стабильности (S2d); размах урожайности (d); показатель уровня и стабильности сорта (ПУСС); гомеостатичность (Hom); селекционная ценность сорта (Sc); индекс селекционной ценности сорта (S ind ); коэффициент адаптивности (КА). Показатели экологической пластичности, стабильности и гомеостатичности определяли по методам S.A. Eberhart et W.A. Russell, Rossielle et Hamblin, А.А. Грязнова, Э.Д. Неттеви- ча и др., Зыкина В.А. и др., В.В. Хангильдина, Н.А. Орлянского, Л.А. Животкова и др., Г.Т. Селянинова с применением компьютерной программы Excel. По показателям экологической пластичности сорт Памяти Янченко, независимо от предшественника, единственный, способный быть пластичным. Все сорта могут давать стабильно высокий урожай при любых метеоусловиях, но на одном пред- шественнике, а Жемчужина Сибири – независимо от предшественника. Оазис и Памяти Янченко по любому предшественнику способны давать высокий урожай согласно параметрам гомеостатично- сти. Согласно системе ранжирования, сорта Жемчужина Сибири и Памяти Янченко обладают наи- большим адаптивным потенциалом независимо от предшественника. Сорт Оазис показал лучший результат только по черному пару.
The research objective was the identification of the varieties of durum spring wheat with broad adapta- tion and steadily high productivity. Five varieties of durum spring wheat on the sign “yield of grain” on two of predecessors (bare fallow and spring wheat) on the intensive agriculture were studied. The variety Oasis was taken for the standard. For 4 years of the research (2017–2020) the yield on the experimental fields made on bare fallow 3.12–5.70 t/hectares, or spring wheat – 2.61–5.89 t/hectare. Moistening in 2018 and 2019 was insufficient, in 2020 - it was sufficient, and in 2017 even superfluous. In the process of the analysis of received data the parameters of ecological plasticity, stability and homeostatic varieties were used: the yields on the contrasting years (Y +Y )/2;the index of ecological plasticity (IEP); stress tolerance (Y -Y ), the 1 2 1 2 i coefficient of linear regression (b ), the coefficient variations (V); stability index (L′), stability measure (S2d), swing yield (d), the indexes of the level and stability variety (ILSV); homeostatic ability (Hom); the selection ind value variety (Sc), the index of selection value variety (S ); the coefficient of adaptability (CA). The indica- tors of ecological plasticity, stability and homeostatic varieties were determined according to the methods of S.A. Eberhart et W.A. Russell, Rossielle et Hamblin, A.A. Gryaznov, E.D. Nettevich and others, Zykin V.A. and others, V.V. Khangildin, N.A. Orlyansky, L.A. Zhivotkov and others, G.T. Selyaninov with the application of computer programme “Excel”. On the indexes of ecological plasticity only the variety Pamyati Yanchenko, irrespective of predecessors, was capable to be plastic. All the varieties were able to give high-repeatability of yield in any weather conditions, but on one predecessor, Zhemchuzhina Sibiri – irrespective of any prede- cessors. Oazis and Pamyati Yanchenko on any predecessors were capable of forming high yields according to homeostatic parameters. According to the system of ranking varieties Zhemchuzhina Sibiri and Pamyati Yanchenko possessed the greatest adaptive potential independently for the predecessors. The variety Oazis showed the best result only for bare fallow.
Введение. Макаронное производство строит- ся преимущественно на сортах твердой пшени- цы, так как стекловидность их превышает ана- логичный показатель мягкой пшеницы [1]. Для получения высококачественных макарон необ- ходима мука, дающая плотное тесто с высокой сопротивляемостью разрывам и деформации в процессе приготовления [2, 3]. Такую муку мож- но получить из зерна твердой пшеницы. Кроме того, твердая пшеница является незаменимым сырьем для кондитерской и крупяной промыш- ленности. Но несмотря на это, за последние 30 лет посевные площади твердой яровой пшени- цы в России сократились. Одна из причин этого– высокая требовательность культуры к условиям выращивания [4]. Только 10 % общемирового за- паса сельскохозяйственных угодий характери- зуется благоприятными условиями для роста и развития выращиваемых культур [5]. Резко кон- тинентальный климат Восточной Сибири служит причиной неустойчивых урожаев зерна твердой яровой пшеницы. Повышение урожайности сель- скохозяйственных культур должно базироваться на внедрении в производство сортов, устойчивых к различным стресс-факторам [6–8]. За последние 10 лет на территории Красноярского края былорайонировано 5 сортов яровой твердой пшени- цы с высоким потенциалом урожайности, но это не привело к росту ее урожайности [9]. На госсо- ртоучастках за 3–4 года удается оценить преиму- щественно потенциальную урожайность сорта. А ведь урожайность также является функцией и экологической устойчивости сорта [10]. Оценка экологической пластичности и стабильности, а следовательно, и адаптивности сельскохозяй- ственных культур имеет немаловжное значение в дальнейшей жизни сорта [11].Цель исследования. Выявление сортов твер- дой яровой пшеницы с широкой адаптацией и ста- бильно высокой урожайностью.Задачи исследования: определить параме- тры пластичности, стабильности и гомеостатич- ности сортов твердой яровой пшеницы по двум предшественникам; оценить адаптивный потен- циал сортов твердой яровой пшеницы по показа- телю «урожайность» с помощью системы ранжи- рования.Методы исследования. Полевые исследо- вания проводились на полях конкурсного сортои- спытания Уярского государственного сортоиспы- тательного участка (ГСУ) в 2017–2020 гг. в рамках плана государственного сортоиспытания, еже-годно поступающего на Уярский ГСУ от филиала ФГБУ «Госсорткомиссия» по Красноярскому краю, Республике Хакасия и Республике Тыва. В испы- тании находилось 5 сортов твердой яровой пше- ницы: Оазис (сорт-стандарт), Жемчужина Сибири, Омская степная, Памяти Янченко, Солнечная 573. Из них 3 (Оазис, Памяти Янченко и Солнечная573) – сорта алтайской селекции, оставшиеся 2 (Жемчужина Сибири и Омская степная) – омской селекции. Эти сорта были выбраны для данного исследования потому, что из всех сортов твердой пшеницы только у них есть данные за 4 года.Кроме того, в последнее время стали чаще по- являться призывы и предложения начать выращи- вать твердую пшеницу в Сибири, в том числе и в ФГБУ «Госсорткомиссия» Российской Федерации. Испытание сортов проводится по двум предше- ственникам: по черному пару и яровой пшенице. Почва на полях ГСУ представлена выщелочен- ным черноземом. Обработка почвы осуществля- лась согласно общепринятым рекомендациям для данной зоны, с использованием органических (птичий помет) и минеральных удобрений. Кроме того, проводилась борьба с вредителями и болез- нями пшеницы. Заключалась она в предпосевном протравливании семян, опрыскивании посевов от корневых, листовых и колосовых болезней, а также – от различных вредителей сельскохозяй- ственных культур. Опыты закладывались в че- тырехкратной повторности рендомизированным способом. Учетная площадь каждой делянки со- ставляла 25,0 м2. Закладка опытов и все наблюде- ния проводились в соответствии с Методикой го- сударственного сортоиспытания [12–14]. С 2019 г. работа ведется по обновленной версии выпуска№ 1 Методики госсортоиспытания. Выпуск № 2 Методики остался прежний. Норма высева – 6,0 млн всхожих семян на га. Посев осуществлял- ся сеялкой селекционного типа Винтерштайгер, ауборка – селекционным комбайном Сампо-500. Анализ полученных результатов осуществлялся с помощью компьютерной программы MS Excel.ind Расчет коэффициента линейной регрессии (экологической пластичности) (bi), меры стабиль- ности (s2d), индекса условий среды (Ij) осущест- влялся по методике S.A. Eberhart et W.A. Russell [15], стрессоустойчивость (У2-У1) – по методике Rossielle et Hamblin [16]. Индекс экологической пластичности (ИЭП) и индекс стабильности (L′) определялись по методике А.А. Грязнова (2000) [17]. Показатель уровня стабильности сорта (ПУСС) определялся по методике Э.Д. Неттеви- ча, А.И. Моргунова, М.И. Максименко (1985) [18], коэффициент вариации (V) – по методике Б.А. Доспехова (1985) [19], а размах урожайности (d) – по В.А. Зыкину (1984) [20]. Коэффициент адаптив- ности определялся по методике Л.А. Животкова, З.А. Морозовой, Л.И. Секатуевой [21], гомеоста- тичность (Hom) – по методике В.В. Хангильдина [22]. Параметры селекционной ценности (Sc, S ) вычислены по методике Н.А. Орлянского [23]. Гидротермический коэффициент (ГТК) рассчиты- вался по Г.Т. Селянинову [24]. Расчеты выполне- ны с помощью компьютерной программы Excel из офисного пакета программ MS Offi методом введения в соответствующие ячейки формул, ис- пользуемых для расчета данных параметров.Метеорологические условия лет исследований различались как друг от друга, так и от среднемно- голетних значений. Самой прохладной декадой периода «1-я декада мая – 3-я декада сентября» получилась 3-я декада сентября (6,80 °С), а са- мой теплой – 3-я декада июня (20,55 °С) (рис. 1). Осадков меньше всего выпадало во 2-й декаде мая (9,10 мм), а больше всего – во 2-й декаде ав- густа (34,33 мм) (рис. 2). Самый низкий показатель ГТК – в 1-й декаде августа (0,64), а самый высокий– в 3-й декаде сентября (2,61) (рис. 3). Рис. 1. Подекадный ход температур вегетационного периода на Уярском ГСУ в 2017–2020 гг., °СНедостаточным было увлажнение в период«1-я декада мая – 3-я декада сентября» в 2018 и 2019 гг., в 2020 г. – достаточное, а в 2017 г.избыточное. Подекадный анализ погодных ус- ловий в среднем за годы исследований показал: засушливые условия увлажнения были в 3-й де- каде мая, 2-й декаде июля и 1-й декаде августа.Недостаточное увлажнение отмечалось в 1-й и 3-й декадах июня; умеренное увлажнение –во 2-й декаде мая, 2-й декаде июня, 3-й декаде июля, 3-й декаде августа; достаточным было увлажнение в 1-й декаде июля; избыточное ув- лажнение было зафиксировано в 1-й декаде мая, 2-й декаде августа, а также во всех трех декадах сентября. В целом же погодные условия лет ис- следований соответствовали требованиям био- логии твердой яровой пшеницы. Рис. 2. Осадки по декадам вегетационного периода на Уярском ГСУ в 2017–2020 гг., мм Рис. 3. Гидротермический коэффициент вегетационного периода по декадам на Уярском ГСУ (2017–2020 гг.) Результаты исследования и их обсужде- ния. Большое разнообразие агрометеорологиче- ских условий позволило дать более точную оценку зависимости сортов от ГТК и предшественников и способности их формировать урожайность в сло- жившихся условиях. Большое количество осадковсвязи с этим сроки наступления полной спелости сдвигаются на конец сентября.Урожайность исследуемых сортов в опыте по пару превышает аналогичный показатель по зер- новому предшественнику за все 4 года (табл. 1). Но в то же время в контрастные годы ((У +У )/2)1 2в третьей декаде июля – первой-второй декадахурожайность Солнечной 573 по пшенице, наобо-августа приводит к кратковременному прерыва-1 рот, превышает урожайность по пару. Упред-нию процесса созревания зерна у всех сортов. Вставляет собой урожайность сорта в лучших ус-ловиях возделывания, а У2 – урожайность сорта в худших условиях возделывания.По паровому предшественнику почти у всех сортов (исключение – Солнечная 573) индексэкологической пластичности (ИЭП) больше 1,00, а по зерновому предшественнику такими явля- ются сорта Жемчужина Сибири, Омская степная и Памяти Янченко (табл. 2). Таблица 1Урожайность сортов твердой яровой пшеницы по различным предшественникам, т/га Сорт20172018 (У )2019 (У )2020У ср(У +У )/2Предшественник – черный парОазис (станд.)4,234,065,605,474,844,83Жемчужина Сибири4,583,875,635,024,784,75Омская степная4,523,615,705,554,854,66Памяти Янченко3,864,115,375,684,764,74Солнечная 5734,033,125,175,674,504,15НСР05 А (сорт) 0,21 НСР05 В (год) 0,19 НСР05 А х В 0,42 Предшественник – яровая пшеницаОазис (станд.)3,382,613,214,593,452,91Жемчужина Сибири3,825,893,505,044,564,70Омская степная3,055,433,595,044,284,51Памяти Янченко3,735,023,534,274,144,28Солнечная 5733,405,433,304,044,044,37НСР05 А (сорт) 0,16 НСР05 В (год) 0,15 НСР05 А х В 0,33 2 1 1 2 Наиболее стрессоустойчивы (У -У ) сорта(V) по пару менее 20 % у сортов Оазис, Жемчу-2 1Оазис, Жемчужина Сибири и Памяти Янченкоi в опыте по пару и Оазис, Омская степная, Па- мяти Янченко в опыте по пшенице. По паровому предшественнику Омская степная и Солнечная 573 и они же вместе с Жемчужиной Сибири по пшенице – наиболее отзывчивые на улучшение условий выращивания сорта (b ). Изменчивостьжина Сибири, Памяти Янченко, а по зерновомупредшественнику – только у сорта Памяти Ян- ченко (табл. 2). Таким образом, можно сказать, что сорт Памяти Янченко – единственный из всех исследуемых может быть пластичным по каждому из двух предшественников. Таблица 2Пластичность сортов твердой яровой пшеницы (2017–2020 гг.) при возделывании по различным предшественникам СортИЭПУ -У2 1biV12345Предшественник – черный парОазис (станд.)1,02-1,540,9116,68Жемчужина Сибири1,01-1,760,7815,52Омская степная1,02-2,091,0920,15Памяти Янченко1,01-1,260,9619,01Солнечная 5730,94-2,051,2725,49Предшественник – яровая пшеницаОазис (станд.)0,860,600,0724,08 Окончание табл. 2 12345Жемчужина Сибири1,11-2,391,4524,24Омская степная1,03-1,841,4826,62Памяти Янченко1,02-1,490,8416,10Солнечная 5730,98-2,131,1724,28 Индекс стабильности (L′) по пару самый боль- шой у сортов Оазис и Жемчужина Сибири, а по пшенице – у сортов Жемчужина Сибири и Памя- ти Янченко (табл. 3).Мера стабильности ближе к нулю у сортов Оазис и Омская степная (по пару); Жемчужина Сибири и Памяти Янченко (по пшенице). Размах урожайности (d) наименьший у сортов Оазис и Жемчужина Сибири (по пару); Памяти Янченко иСолнечная 573 (по зерновому предшественнику). Показатель уровня и стабильности сорта (ПУСС) наибольший у сортов Оазис и Жемчужина Си- бири (по пару); Жемчужина Сибири и Памяти Янченко (по пшенице) (табл. 3). Следовательно, эти сорта способны давать стабильно высокий урожай в любых метеоусловиях при интенсив- ном земледелии, а Жемчужина Сибири – еще и на любом предшественнике. Таблица 3Стабильность сортов твердой яровой пшеницы (2017–2020 гг.) при возделывании по различным предшественникам СортL′S2ddПУССПредшественник – черный парОазис (станд.)0,290,0227,501,41Жемчужина Сибири0,310,1231,261,47Омская степная0,240,0436,671,17Памяти Янченко0,250,1632,041,19Солнечная 5730,180,0944,970,79Предшественник – яровая пшеницаОазис (станд.)0,141,0343,140,49Жемчужина Сибири0,190,0740,580,86Омская степная0,160,0943,830,69Памяти Янченко0,260,0329,681,06Солнечная 5730,170,2939,230,67 Гомеостатичность (Hom) в каждом из двух предшественников наивысшая у сортов Оазис и Памяти Янченко. Аналогичная ситуация получа- ется и в случае с селекционной ценностью (Sc) в опыте по пару (табл. 4).По пшенице же Sc наибольший у сортов Оазис и Жемчужина Сибири. Индекс селекци-Жемчужина Сибири и Омская степная (табл. 4). Следовательно, Оазис и Памяти Янченко могут формировать достаточно высокую урожайность по каждому из двух задействованных в исследо- ваниях предшественнику.Коэффициент адаптивности (КА) как по пару, так и по пшенице самый высокий у сортов Жем-онной ценности (S ind) по пару, как и два другихчужина Сибири и Омская степная. Кроме того, попоказателя гомеостатичности, максимальные у сортов Оазис и Памяти Янченко. По зерновомупару данный параметр у сорта-стандарта Оазис соответствует данным сортам (табл. 4).ind предшественнику Sсамый большой у сортов Таблица 4Гомеостатичность сортов твердой яровой пшеницы (2017–2020 гг.) при возделывании по различным предшественникам СортHomScSindКА12345Предшественник – черный парОазис (станд.)15,2116,980,0471,02Жемчужина Сибири12,9615,670,0431,01 Окончание табл. 412345Омская степная11,2314,870,0451,02Памяти Янченко17,9417,310,0481,00Солнечная 5739,8712,210,0350,95Предшественник – яровая пшеницаОазис (станд.)-19,8114,620,0270,84Жемчужина Сибири8,7112,370,0331,12Омская степная9,9412,100,0321,05Памяти Янченко11,4912,040,0301,01Солнечная 5737,679,930,0250,99 Для более полной и объективной оценки полу- ченных результатов было решено использовать принцип ранжирования сортов по показателям и проводить оценку сортов по сумме рангов, полу- ченной каждым из них (табл. 5, 6). При этом следу- ет учитывать тот факт, что 1-й ранг – самый высо- кий, а 5-й ранг, наоборот, самый низкий. Исходя из данной классификации и полученных результатов пластичности, стабильности и гомеостатичности исследуемых сортов твердой яровой пшеницы, можно сделать следующий вывод: независимо от предшественника и агрометеоусловий наиболее адаптивными сортами в условиях интенсивного земледелия являются Жемчужина Сибири и Па-мяти Янченко (табл. 5, 6). Причем совсем не обя- зательно самый высокоуроужайный сорт должен быть еще и самым адаптивным. Сорт Памяти Ян- ченко – один из таких.Суммарный ранг у сортов Жемчужина Сибири и Памяти Янченко наименьший в каждом предше- ственнике. По пару также в числе лучших можно назвать сорт-стандарт Оазис (суммарный ранг у него наименьший по данному предшественнику). По зерновому предшественнику этот сорт име- ет один из наихудших рангов. Похожая ситуация складывается с Омской степной. По пшенице этот сорт третий в системе суммарного ранжирования, а по пару – один из худших сортов. Таблица 5Распределение сортов твердой яровой пшеницы по показателям адаптивности (предшественник – черный пар) Параметр адаптивностиОазис (станд.)Жемчужина СибириОмская степнаяПамяти ЯнченкоСолнечная 573(У1+У2)/212435У2-У123514ИЭП13245V21435bi45231L’21435ПУСС21435d12435S2d14253Hom23415Sc23415Sind24315КА23145Сумма2435433558 Таблица 6Распределение сортов твердой яровой пшеницы по показателям адаптивности (предшественник – пшеница яровая) Параметр адаптивностиОазис (станд.)Жемчужина СибириОмская степнаяПамяти ЯнченкоСолнечная 573(У1+У2)/251243У2-У115324ИЭП51234V23514bi52143L’52413ПУСС52314d43512S2d52314Hom14325Sc12345Sind41235КА51234Сумма4328362746 ВыводыСогласно полученным данным пластично- сти, сорт твердой пшеницы Памяти Янченко яв- ляется единственным пластичным сортом неза- висимо от предшественника.В лесостепи Красноярского края сорт Жем- чужина Сибири имеет стабильную урожайность как по паровому, так и по зерновому предше- ственнику. По данным стабильности урожайно- сти все сорта твердой пшеницы обеспечивали высокие урожаи в условиях интенсивного земле- делия при любых метеоусловиях.Сорта твердой пшеницы Оазис и Памяти Янченко по параметрам гомеостатичности фор- мировали высокую урожайность как по черному пару, так и по яровой пшенице.Система ранжирования сортов показала, что сорта Жемчужина Сибири и Памяти Янченкосорта с наибольшим адаптивным потенциалом в условиях интенсивного земледелия независи- мо от предшественника. По чистому пару таким сортом является Оазис.