Оценка засухоустойчивости сортов    ярового    овса    в условиях лесостепи Западной Сибири

Литература

1. Анучин Н. П. Лесная таксация. - М.: Лесн. пром-сть,1971. - 512 с.

2. Бакшеева Е. О., Матвеев А. М., Матвеев П. М. Влияние низовых пожаров на возобновление в среднетаежных лиственничниках Красноярского края. - Красноярск: СибГТУ, 2003. - 194 с.

3. Курбатский Н. П. Исследование количества и свойств лесных горючих материалов // Вопросы лесной пирологии. - Красноярск: ИЛиД, 1970. - С. 5-58.

4. Матвеева Т. А., Матвеев А. М. Пожары в горных лесах средней и южной тайги. - Красноярск, 2008. - 213 с.

5. Морозов Г. Ф. Учение о типах насаждений. - М.-Л.: Сельхозгиз, 1930. - 411 с.

6. Софронов М. А. Лесные пожары в горах Южной Сибири. - М.: Наука, 1967. - 148 с.

7. Сукачев В. Н, Зонн С. В. Методические указания к изучению типов леса. - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 144 с.

8. Фуряев В. В., Заблоцкий В. И., Черных В. А. Пожароустойчивость сосновых лесов. - Новосибирск: Наука, 2005. - 160 с.

References

1. Anuchin N. P. Lesnaya taksaciya. - M.: Lesn. prom-st',1971. - 512 s.

2. Baksheeva E. O., Matveev A. M., Matveev P. M. Vliyanie nizovyh pozharov na vozobnovlenie v srednetaezhnyh listvennichnikah Krasnoyarskogo kraya. - Krasnoyarsk: SibGTU, 2003. - 194 s.

3. Kurbatskij N. P. Issledovanie kolichestva i svojstv lesnyh goryuchih materialov // Voprosy lesnoj pirologii. -Krasnoyarsk: ILiD, 1970. - S. 5-58.

4. Matveeva T. A., Matveev A. M. Pozhary v gornyh lesah srednej i yuzhnoj tajgi. - Krasnoyarsk, 2008. - 213 s.

5. Morozov G. F. Uchenie o tipah nasazhdenij. - M.-L.: Sel'hozgiz, 1930. - 411 s.

6. Sofronov M. A. Lesnye pozhary v gorah YUzhnoj Sibiri. - M.: Nauka, 1967. - 148 s.

7. Sukachev V. N, Zonn S. V. Metodicheskie ukazaniya k izucheniyu tipov lesa. - M.: Izd-vo AN SSSR, 1961. - 144 s.

8. Furyaev V. V., Zablockij V. I., Chernyh V. A. Pozharoustojchivost' sosnovyh lesov. - Novosibirsk: Nauka, 2005. - 160 s.

DOI: 10.18454/IRJ.2016.51.093 Пакуль В.Н.1, Козыренко М.А.2, Андросов Д.Е.3

:0RCID:0000-0003-0681-6273, Доктор сельскохозяйственных наук,

20RCID:0000-0002-8792-5297, научный сотрудник,

30RCID: 0000-0003-2173-9878, научный сотрудник, Кемеровский научно-исследовательский институт сельского хозяйства - филиал СФНЦА РАН ОЦЕНКА ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ СОРТОВ ЯРОВОГО ОВСА В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ

ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Аннотация

В статье представлены результаты селекционной работы по оценке реакции исходных генотипов ярового овса на условия формирования урожайности в северной лесостепи Западной Сибири. Дана оценка по параметрам и индексам засухоустойчивости коллекционным образцам ярового овса: средней урожайности МР, выносливости Tol, агрономической засухоустойчивости Аз, полевой засухоустойчивости Пз, геометрической средней урожайности -GMP, индексу толерантности стресса - STI, индексу восприимчивости стресса - SSI. Установлено, что идентифицировать высокоурожайные генотипы в засушливых и благоприятных условиях способны такие критерии как индекс толерантности стресса - STI и геометрическая средняя урожайность - GMP. По данным критериям выделены генотипы ярового овса: Креол (Кемерово), Экспресс (Хабаровск), 86АВ388 (США), CDC Bell (Канада).

Ключевые слова: яровой овёс, генотип, критерии оценки, засухоустойчивость.

Pakul V.N.1, Kozyrenko M.A.2, Androsov D.E.3

10RCID:0000-0003-0681-6273, PhD in Agriculture, 20RCID:0000-0002-38792-5297 research associate,

30RCID: 0000-0003-2173-9878 research associate, Kemerovo research institute of agriculture - branch SFNZA RAN.

ASSESSMENT OF DROUGHT RESISTANCE OF GRADES OF SUMMER OATS IN THE CONDITIONS OF THE FOREST-STEPPE OF WESTERN SIBERIA

Abstract

Results of selection work on assessment of reaction of initial genotypes of summer oats to conditions of formation of productivity in the northern forest-steppe of Western Siberia are presented in article. An assessment in parameters and indexes of drought resistance is given to collection samples of summer oats: average productivity of MR, endurance of Tol, agronomical drought resistance of Az, field drought resistance of Pz, geometrical average productivity - GMP, to an index of tolerance of a stress - STI, to a stress susceptibility index - SSI. It is established that such criteria as an index of tolerance of a stress - STI and geometrical average productivity - GMP are capable to identify high-yielding genotypes in droughty and favorable conditions. By these criteria genotypes of summer oats are allocated: Creole (Kemerovo), Express (Khabarovsk), 86AB388 (USA), CDC Bell (Canada).

Keywords: summer oats, genotype, evaluation criteria, drought resistance.

Условия Западной Сибири характеризуются практически ежегодно весенне-летними засухами, от жёсткой до менее интенсивной. Отрицательное действие абиотических факторов среды можно существенно снизить в результате расширения мофобиотипного разнообразия сортов ярового овса и повышения адаптивного потенциала, со специфическими свойствами: засухо-и жаростойкостью, отзывчивостью на благоприятные условия. Для успешного

решения данной селекционной задачи необходимо иметь результаты оценки реакции исходных генотипов на параметры внешних условий, что определяет актуальность проводимых исследований.

Цель исследований - дать оценку по засухоустойчивости коллекционным образцам ярового овса по средней урожайности - МР, выносливости -Tol, геометрической средней урожайности - GMP, индексу толерантности стресса - STI, восприимчивости стресса - SSI, агрономической засухоустойчивости - Аз, полевой засухоустойчивости - Пз.

Исследования проведены в северной лесостепи Западной Сибири, изучено 143 образца ярового овса из коллекции ВИР.

Засухоустойчивыми в широком смысле этого слова, считает П.А. Генкель, называются растения, способные в процессе онтогенеза адаптироваться к перенесению хотя бы кратковременного водного дефицита и перегрева и обнаруживать в этих условиях сравнительно высокий уровень своей продуктивности [1].

На любой стресс-фактор растительный организм отвечает спектром защитно-приспособительных реакций, состоящих как из общих (неспецифических), так и специфических процессов [2].

Засухоустойчивость в более широком агрономическом плане определяют способностью сорта дать наибольшую по сравнению с другими сортами урожайность в условиях засухи, что зависит не только от устойчивости в узком физиологическом понимании, но и от уровня потенциальной продуктивности сорта [3, 4].

По результатам проведённых исследований выделено пять образцов ярового овса в годы недостаточным количеством влаги с наиболее высокой продуктивностью: Robert (Канада) - 107,0 г/м2, Экспресс (Хабаровск) -121,5 г/м2, Талисман (Тюмень) - 136,5 г/м2, 86АВ388 (США) - 143,5 г/м2, CDC Bell (Канада) - 166,5 г/м2, средняя урожайность по питомнику - 101,1 г/м2 (таблица 1). За годы с более высокой урожайностью на уровне и выше средней по питомнику (129,8 г/м2) выделены образцы: Melys (Великобритания), Экспресс (Хабаровск) - 130,6 г/м2, ГЬ86-6404(США) - 131 г/м2, ALL (Германия) - 141,5 г/м2, Татарский 2 (Омск) - 152,0 г/м2, Креол (Кемерово) -181,5 г/м2.

Условия влагообеспеченности и температурного режима в годы исследований имели значительные различия, доля влияния фактора - среда на урожайность ярового овса составила 24,1%, генотипа - 5,8%. Поэтому для комплексной оценки необходимо использовать не только показатели продуктивности, но и по устойчивости генотипов к стрессовым факторам.

Таблица 1 - Оценка по засухоустойчивости образцов ярового овса

№ по каталогу ВИР ' Сорт Происхождение Условия года SSI STI Toi MP Gmp Пз Аз

засушливые олат оприятные

2011 2015 среднее 2013 2014 среднее

Стандарт Креол Кемерово 97 110 103,5 145 218 181,5 2,05 1,43 78 142 137 43 103

14505 Экспресс Хабаровск. 138 105 121,5 185 76,2 130,6 0,33 1,20 9,1 126 125 7 121

14611 Roben Канада 99 115 107.0 ПО 127 118.5 0.48 0.96 11.5 113 112 10 107

14640 Cigale Франция 141 37 89.0 99 142 120.5 1.24 0.81 31.5 105 103 27 89

14556 86АВ388 США 150 137 143.5 115 118 116.5 -1.1 1.27 -27 130 129 -23 143

13786 Avesta Франция ПО 53 81.5 119 119 119 1.52 0.73 37.5 100 98 32 81

14697 ALL Германия 75 56 65.5 156 127 141.5 2.57 0.70 76 103 96 54 65

14723 Юоиляр Беларусь 30 158 94.0 113 136 124.5 1.17 0.89 30.5 109 108 25 94

14737 С.1.7321 США 98 70 84.0 95 217 156 2.19 0.99 72 120 114 47 84

1482 7 Омихо Санкг-Пегероург 82,9 119 100:9 114 98:5 106,3 0,28 0,81 5,4 103 103 6 101

14805 CDC ВеЁ Канада 166 167 166.5 85 166 125.5 -1.56 1.59 -Il 146 144 -32 166

15182 Памяти Балавина Омск 108 92 100:0 165 113 139,0 1,33 1,05 39 119 117 29 100

14779 Татарский 2 Омск 108 40 74.0 152 152 152.0 2.43 0.85 78 113 106 52 74

14785 Талисман Тюмень 205 68 136.5 106 80.7 93.4 -2.19 0.97 43.1 115 112 -46 136

14320 IL 86-6404 США 93 84 88.5 145 117 131.0 1.55 0.88 42.5 ПО 107 33 88

14526 Melvs В елико ориталия 105 70 87.5 185 76.2 130.6 1.57 0.87 43.1 109 106 34 87

14554 82 АВ 248 США 155 38 79.0 93 149 121.0 1.67 0.72 42 109 97 35 79

Среднеепо годам 115,3 83,4 101,1 12 S,4 131,3 12?,S

Среднее по группам 115,6

Многие зарубежные учёные, проводя оценку по засухоустойчивости, для эффективности используют разнообразные индексы [5, 6, 7].

Урожайность и индексы засухоустойчивости рассматриваются в таблице 1, которые оценивают разные стороны устойчивости сортов к недостатку влаги, поэтому полного соответствия между ними быть не может.

В средах, где частота проявления засух достаточно велика, решающее значение имеет агрономическая засухоустойчивость сорта, а все показатели, основанные на оценке снижения потенциальной урожайности, нужно использовать с осторожностью, так как сорт может характеризоваться низкой урожайностью в благоприятных условиях [8].

Так сорта ярового овса Омихо (Санкт-Петербург), Robert (Канада) имеют относительно невысокую урожайность во всех средах, но согласна индекса восприимчивости стресса - SSI (0,28 и 0,48) должны характеризоваться как засухоустойчивые. Близким значением индекса восприимчивости стресса обладает сорт Экспресс (Хабаровск) - 0,33, но при этом имеет в засушливые годы урожайность выше, чем средний показатель по всем сортам. Также сорт Экспресс по значению индекса толерантности стресса - STI (1,20), полевой засухоустойчивости необходимо отнести к генотипу с повышенной засухоустойчивостью.

Образцы ярового овса 86АВ388 (США), CDC Bell (Канада) имеют не только высокие показатели агрономической засухоустойчивости (Аз), но и индекс толерантности к стрессу (STI) - 1,27 и 1,59 соответственно.

Индекс толерантности стресса, имеет тесную взаимосвязь, как в благоприятные, так и в засушливые годы со средней урожайностью - МР и геометрической средней урожайностью - GMP, r = 0,977*-0,998* (таблицы 2, 3). В условиях существенного недостатка влаги урожайность ярового овса имеет тесную взаимосвязь со средней урожайностью - МР и геометрической средней урожайностью - GMP, индексом толерантности стресса - STI, r = 0,715*-0,798*.

Таблица 2 - Взаимосвязь урожайности ярового овса с показателями засухоустойчивости в неблагоприятных

условиях

Урожайнос ть SSI STI Tol MP GMP Пз Аз

Урож. 1,000

SSI -0,910* 1,000

STI 0,798* -0,485* 1,000

Tol -0,871* 0,980* -0,404 1,000

MP 0,715* -0,387 0,997* -0,290 1,000

GMP 0,793* -0,480 0,998* -0,396 0,975* 1,000

Пз -0,910* 0,999* -0,486 0,980* -0,387* -0,480 1,000

Аз 0,999* -0,8910 0,797* -0,872* 0,714* 0,792* -0,910* 1,000

R = 0,4821 на уровне 5%

Примечание: * - здесь и далее по тексту, значения коэффициента корреляции выше порога достоверности

В благоприятных условиях формирования урожайности ярового овса данные взаимосвязи значительно снижаются, r = 0,281-0,392, но при этом высокая сопряжённость его продуктивности с индексом восприимчивости стресса - SSI, r = 0,673* и выносливости -Tol, r = 0,761* (таблица 3).

Таблица 3 - Взаимосвязь урожайности ярового овса с показателями засухоустойчивости в благоприятных

условиях

Урожайнос ть SSI STI Tol MP GMP Пз Аз

Урож. 1,000

SSI 0,673* 1,000

STI 0,281 -0,485* 1,000

Tol 0,761* 0,980* -0,404 1,000

MP 0,392 -0,387 0,977* -0,289 1,000

GMP 0,290 -0,480 0,998* -0,396 0,975* 1,000

Пз 0,673 0,999 -0,486* -0,980 -0,387 -0,480 1,000

Аз -0,347 -0,910 0,797* -0,872 -0,714 0,792* -0,910 1,000

R = 0,4821 на уровне 5%

Высокая сопряжённость урожайности сортов ярового овса с выносливостью в благоприятные годы, говорит о том, что высокопродуктивные сорта с высокой потенциальной урожайностью, резко её снижают при засухе.

G.C.J. Fernandez считает, что оптимальный селекционный критерий должен отделять высокоурожайные в засушливых и благоприятных условиях генотипы от всех изучаемых сортов. Он пришёл к выводу, что средняя урожайность МР, индекс восприимчивости стресса SSI и выносливость не способны идентифицировать такие генотипы, а индекс устойчивости к стрессу STI лучше других критериев справляется с этой задачей [9].

Исследования проведённые в условиях северной лесостепи Западной Сибири показали, что наиболее эффективными критериями для оценки сортов ярового овса по засухоустойчивости являются индекс устойчивости к стрессу STI и геометрическая средняя урожайность GMP. По данным критериям выделены высокоурожайные генотипы ярового овса, как в засушливых условиях, так и в благоприятных: Креол (Кемерово), Экспресс (Хабаровск), 86АВ388 (США), CDC Bell (Канада).

Таким образом, для создания сортов с высокими адаптивными свойствами выделены высокоурожайные генотипы ярового овса, характеризующиеся повышенной засухоустойчивостью на основе критериев оценки: индекс устойчивости к стрессу STI и геометрическая средняя урожайность GMP.

Литература

1. Генкель П.А. Физиология жаро- и засухоустойчивости растений. - М.: Наука. - 1982. - 279 с.

2. Зялалов А.А., Ионенко И.Ф. Механизм адаптации водного обмена растений к условиям водного дефицита и засухи // Сельскохозяйственная биология. - 1994. - № 5. - С. 12-20.

3. Кожушко Н.Н. О степени пригодности лабораторных методов оценки засухоустойчивости // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1974. - № 9. - С. 102-107.

4. Кожушко Н.Н., Волкова А.М., Удачин Р.А., Удовенко Г.В. Изучение засухоустойчивости коллекционных образцов яровой пшеницы лабораторными методами // Сельскохозяйственная биология. - 1977. - Т. 12. - № 4. -С. 529-533.

5. Saba J. Moghaddam M., Ghassemi K., Nishabouri M.R. Genetic Properties of Drought Resistance Indices // J. Agric. Sci. Technol/ - 2001. - Vol. 3: 43-49.

6. Farshadfar E., Sutka J. Multivariate analysis of drought tolerance in wheat substitution lines // Cereal Research communications. - 2003. Vol. 31. No.1/2/ - pp. 33-40.

7. Golabadi M., Arzani A., Maibody S.A.M. Mirmohammadi. Assessment of Drought Tolerance in Segregating Populations in Durum Wheat // African Journal of Agricultural Research Vol. 1 (5), Dezember. - 2006.. pp. 162-171.

8. Лепехов С.Б. некоторые принципы селекции яровой мягкой пшеницы на засухоустойчивость и урожайность в Алтайском крае. Барнаул. - 2015. -150 с.

9. Fernandez G.C.J. Effective Selection Criteria for Assessing Plant Stress Tolerance / G.C.J. Fernandez. In «Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress Tolerance». Proc. of an Internat. Symp. (Ed): C.G. Kuo, As ian Vegetable research and Development Center: Taiwan. - 1992. - РР. 257-270.

References

1. Genkel P. A. Physiology zharo-and drought resistances of plants. - M.: Science. - 1982. - 279th page.

2. Zyalalov A. A., Ionenko I. F. Mekhanizm of adaptation of water exchange of plants to conditions of water deficiency and drought//Agricultural biology. - 1994. - No. 5. - Page 12-20.

3. Kozhushko N. N. About degree of suitability of laboratory methods of assessment of drought resistance//the Messenger of agricultural science. - 1974. - No. 9. - Page 102-107.

4. Kozhushko N. N., Volkov A.M., Udachin R. A., Udovenko G. V. Studying of drought resistance of collection samples of spring-sown field by laboratory methods//Agricultural biology. - 1977. - T. 12. - No. 4. - Page 529-533.

5. Saba J. Moghaddam M., Ghassemi K., Nishabouri M.R. Genetic Properties of Drought Resistance Indices//J. Agric. Sci. Technol/-2001. - Vol. 3: 43-49.

6. Farshadfar E., Sutka J. Multivariate analysis of drought tolerance in wheat substitution lines//Cereal Research communications. - 2003. Vol. 31. No. 1/2/-pp. 33-40.

7. Golabadi M., Arzani A., Maibody S.A.M. Mirmohammadi. Assessment of Drought Tolerance in Segregating Populations in Durum Wheat//African Journal of Agricultural Research Vol. 1 (5), Dezember. - 2006. pp. 162-171.

8. Lepekhov S. B. some principles of selection of spring-sown soft field on drought resistance and productivity in Altai Krai. Barnaul. - 2015. -150 pages.

9. Fernandez G.C.J. Effective Selection Criteria for Assessing Plant Stress Tolerance/G.C.J. Fernandez. In "Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress Tolerance". Proc. of an Internat. Symp. (Ed): C.G. Kuo, Asian Vegetable research and Development Center: Taiwan. - 1992. - RR. 257-270.