Урожайность и параметры экологической пластичности среднеспелых сортов яровой пшеницы при их испытании по различным предшественникам

УДК 633.11:631.524.85

Урожайность и параметры экологической пластичности среднеспелых сортов яровой пшеницы при их испытании по различным предшественникам

В.А. САПЕГА, доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, Тюмень, 625000, Российская Федерация

В условиях Западной Сибири важная роль в повышении урожайности отводится созданию и распространению экологически пластичных сортов, обеспечивающих формирование достаточно высокой урожайности в благоприятных условиях возделывания и ее стабильность в стрессовых условиях. В исследовании изучали 6 допущенных к использованию среднеспелых сортов яровой пшеницы, которые испытывали в северной лесостепной зоне Тюменской области по двум предшественникам - чистому пару и яровой пшенице (первая культура после пара). Независимо от предшественника выявлена значительная вариабельность индекса условий среды: по паровому предшественнику -от 0,81 (2014 г.) до -1,19 (2015 г.), а по пшенице - от 0,70 (2014 г.) до -1,29 (2015 г.). По средней урожайности лучшим был сорт Мелодия (5,10 т/га - пар, 3,62 т/га -пшеница). Наибольшее ее снижение по предшественнику пшеница, в сравнении с паром, отмечено у сортов Мелодия (на 1,48 т/га) и Тюменская 25 (на 1,45 т/га). Наименьшая вариабельность урожайности по пару выявлена у сорта Икар (15,7 %), по пшенице - Омская 36 (31,7 %). Самой высокой реализацией потенциала урожайности по пару характеризовался сорт Рикс (90,4 %), по пшенице - Омская 36(84,6 %). Сильная отзывчивость на изменение условий по паровому предшественнику отмечена у сортов Тюменская 29 (b = 1,14), Мелодия (b = 1,13) и Омская 36 (b = 1,11), по пшенице - у сорта Мелодия (b = 1,10). Слабая отзывчивость на изменение условий выявлена только у сортов по паровому предшественнику - Икар (b=0,84) и Рикс (b=0,88). Показатель стабильности урожайности сильно варьировал у сортов независимо от предшественника. t- Наибольшим его значением по пару ха-О рактеризовался сорт Икар (S2=1,08), по N пшенице - Мелодия (S2=0,32). По величи-^ не генотипического эффекта независимо z от предшественника лучшим был сорт s Мелодия (E.=0,53 - пар, E.=0,34 - пше-ел ница). На основе комплексной оценки по д урожайности и параметрам экологической е; пластичности,как по предшественнику S пар, так и по пшенице, наиболее ценным признан сорт Мелодия.

Ключевые слова: яровая пшеница, среднеспелые сорта, предшественник, урожайность, изменчивость урожайности, реализация потенциала урожайности, пластичность, стабильность, генотипи-ческий эффект.

Для цитирования: Сапега В.А. Урожайность и параметры экологической пластичности среднеспелых сортов яровой пшеницы при их испытании по различным предшественникам // Земледелие. 2017. № 4. С. 34-36.

Яровая пшеница - основная зерновая культура в Западной Сибири. Разнообразие природно-климатических зон этого региона позволяет возделывать здесь различные по продолжительности вегетационного периода сорта [1, 2].

В повышении урожайности зерновых культур, в частности яровой пшеницы, ведущую роль отводят сорту, вклад которого в продуктивность составляет не менее 25 % [3, 4].

Урожайность - результат сложного генотип-средового взаимодействия. Один из его компонентов - нерегулируемые факторы внешней среды, которые на 60-80 % обусловливают межгодовую вариабельность урожайности сельскохозяйственных культур, что диктует необходимость целенаправленной селекции на адаптивность к контрастным погодным условиям [5, 6]. В связи с этим основная задача, в частности в условиях Западной Сибири, - создание и распространение в производстве экологически пластичных сортов, обеспечивающих достаточно высокую урожайность в благоприятных условиях возделывания и ее стабильность в стрессовых условиях [7-9].

Цель исследования - дать комплексную оценку среднеспелых сортов яровой пшеницы по урожайности и параметрам экологической пластичности по различным предшественникам в условиях северной лесостепи Тюменской области и выделить лучшие сорта по урожайности, реализации ее потенциала, отзывчивости и стабильности в различных средовых условиях.

В качестве материала исследования использовали данные об урожайности среднеспелых сортов

яровой пшеницы по результатам их испытания за 2012-2015 гг. на Ишимском ГСУ Тюменской области (III зона, северная лесостепь) [10]. Почва - тяжелосуглинистый обыкновенный чернозем. Он подстилается глиной, которую на глубине 4,5 м сменяет песок. Содержание гумуса в пахотном слое почвы составляет 6,24 %, нитратного азота - 11 мг/кг, подвижного фосфора и калия (по Чи-рикову) - соответственно 24,1 и 21,8 мг/100 г почвы. Сумма поглощенных оснований в слое 0-20 см составляла 40,2 мг-экв./100 г почвы, рН солевой вытяжки - 6,1.

Изучали шесть допущенных к использованию сортов, которые испытывали по двум предшественникам -чистый пар и яровая пшеница (первая культура после пара). Учетная площадь делянки - 25 м2, повторность -4-х кратная, размещение сортов в опыте - рендомизированное.

Подъем чистого пара с осени начинали с отвальной вспашки на глубину 20-25 см плугом ПЛН-4-35. Весной осуществляли закрытие влаги бороной БЗТС-1,0. По мере появления сорных растений в весенне-летний период проводили 4-6 обработок культиватором КПШ-9 на глубину 8-10 см. В первой декаде июля осуществляли двухстрочный посев кулис из горчицы сеялкой СКН-3 на глубину 4-5 см. Предпосевная обработка почвы включала боронование БЗТС-1,0 и культивацию КПС-4 на глубину заделки семян. Посев проводили 10-15 мая сеялкой СЗП-З,6 на 4-6 см, норма высева - 6,0 млн всх. семян на 1 га. Обработка почвы при испытании сортов по стерневому предшественнику включала лущение стерни после уборки яровой пшеницы лущильником ЛДГ-15А на глубину 6-7 см и отвальную вспашку плугом ПЛН-

4-35 на 20-25 см. Весной проводили закрытие влаги боронами БЗТС-1,0 и предпосевную культивацию КПС-4 на глубину 10-12 см. Посев осуществляли 20-25 мая сеялкой С3-3,6А на

5-7 см, норма высева - 6,0 млн всх. семян на 1 га. Уборку на обоих фонах проводили в фазе молочно-восковой спелости зерна прямым способом комбайном «Сампо».

Изменчивость урожайности (коэффициент вариации)сортов яровой пшеницы определяли по Б.А. До-спехову [11], реализацию ее потенциала - по методике Э.Д. Неттевича [12]. Индексы условий среды в годы испытания, пластичность (коэффициент регрессии) и стабильность (дисперсия) определяли по методике S.A. Eberhart, W.A. Russell [13], генотипический эффект - согласно методическим указаниям по экологическому сортоиспытанию зерновых

1. Характеристика индекса условий среды и урожайности среднеспелых сортов яровой пшеницы по различным предшественникам

Год до- Урожайность т/га Изменчивость

Сорт пуска к исполь- 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. средняя урожайности (коэффициент

зованию вариации, Cv, %)

Икар 2001 Предшественник - пар 4,56 4,79 5,02 3,43 4,45 15,7

Омская 36 2008 4,31 5,24 4,91 2,99 4,36 22,7

Рикс 2011 4,78 4,79 4,91 3,27 4,44 17,6

Тюменская 25 2012 4,26 4,87 5,55 3,46 4,54 19,6

Тюменская 29 2013 4,34 4,83 5,71 3,34 4,56 21,7

Мелодия 2015 5,30 5,15 6,16 3,78 5,10 19,2

нср05 0,12 0,15 0,18 0,17

Индекс условий средыф 0,02 0,37 0,81 -1,19

Средняя урожайность в опыте, т/га 4,57

Предшественник - яровая пшеница

Икар 2001 3,93 3,13 4,06 2,14 3,32 26,5

Омская 36 2008 3,72 3,73 3,84 1,70 3,25 31,7

Рикс 2011 3,87 3,17 3,60 2,04 3,17 25,6

Тюменская 25 2012 3,52 3,06 3,90 1,88 3,09 28,5

Тюменская 29 2013 3,68 3,06 4,13 2,00 3,22 28,6

Мелодия 2015 4,31 3,60 4,38 2,18 3,62 28,2

НСР05 0,06 0,12 0,18 0,12

Индекс условий средыф 0,56 0,01 0,70 -1,29

Средняя урожай-

ность в опыте, т/га 3,28

культур [14]. Для определения эффективности работы селекционных учреждений по выведению высокопродуктивных сортов яровой пшеницы мы проводили анализ изменения перечисленных параметров оценки сортов во временной динамике допуска их к использованию.

Независимо от предшественника выявлена значительная вариабельность условий в годы проведения исследований. Так, по паровому предшественнику индексы условий среды характеризовались величинами от 0,81 (2014 г) до -1,19 (2015 г), по пшенице - от 0,70 (2014 г) до -1,29 (2015 г). Худшие условия для роста и развития растений яровой пшеницы независимо от предшественника сложились в 2015 г, а наиболее благоприятными они были в 2014 г. (табл.1).

Лучшим по средней урожайности за 2012-2015 гг. был сорт Мелодия (5,10 т/га - по пару, 3,62 т/га - по пшенице). Наименьшая величина этого показателя по паровому предшественнику отмечена у сорта Омская 36 (4,36 т/га), по пшенице - у Тюменской 25 (3,09 т/га).

Сравнение средней урожайности по опыту показало, что по паровому предшественнику она на 1,29 т/га выше, чем после пшеницы. Наибольшее снижение урожайности по предшественнику пшеница, в сравнении с паром, отмечено у сортов Мелодия (1,48 т/га) и Тюменская 25 (1,45 т/га). Исходя из этого, можно сделать заключение, что указанные сорта в условиях северной лесостепной зоны

в наибольшей степени реагируют на смену уровня агрофона, что необходимо учитывать в производстве.

Во временной динамике допуска сортов к использованию выявлено повышение урожайности только по паровому предшественнику, по пшенице оно отсутствовало за исключением сорта Мелодия. Это указывает на рост интенсивности сортов, допущенных к использованию в последние годы, их отзывчивости на повышение уровня агрофона и одновременно на недостаточный уровень продуктивности на лимитированных фонах. На эту проблему необходимо обращать внимание при оценке и отборе, как на заключительных этапах селекционного процесса, так и в системе госсортоиспытания,исходя из того, что значительную часть посевов

яровой пшеницы размещают по непаровым предшественникам.

Изменчивость урожайности по паровому предшественнику в зависимости от сорта варьировала от средней до сильной, а по пшенице она была сильной независимо от сорта (см. табл.1). Наименьшая вариабельность урожайности по пару отмечена у сорта Икар (15,7 %), по пшенице - у Омской 36 (31,7 %). Как видно из представленных данных, в частности по паровому предшественнику, повышение уровня урожайности сортов сопровождалось ростом ее вариабельности, что согласуется с высказыванием ряда исследователей о снижении экологической устойчивости сортов, созданных в последние годы, наряду с ростом их продуктивности [12, 15].

Наименьшая (min) урожайность за годы исследования независимо от предшественника выявлена у сорта Омская 36, а по максимальной ее величине выделился сорт Мелодия (6,16 т/га - пар, 4,38 т/га - пшеница) (табл. 2).

Все сорта яровой пшеницы характеризовались сравнительно высоким уровнем реализации потенциала урожайности. Наибольшие его величины по паровому предшественнику отмечены у сортов Рикс (90,4 %) и Икар (88,6 %), по пшенице - Омская 36 (84,6 %) и Мелодия (82,6 %).

В регионах с резко континентальным климатом важной характеристикой сортов, наряду с уровнем продуктивности, служит экологическая пластичность - способность формировать стабильно высокую урожайность в широком ареале при достаточном разнообразии погодных и агротехнических условий [16, 17]. Согласно методике S.A. Eberhart, W.A. Russell [13], оценка экологической пластичности сортов предусматривает расчет двух параметров - пластичности (коэффициент регрессии),

2. Реализация потенциала урожайности, пластичность и стабильность среднеспелых сортов яровой пшеницы по различным предшественникам (III зона, северная лесостепь - Ишимский ГСУ), 2012-2015 гг.

Сорт Год допуска к использованию Урожайность, т/га Реализация потенциала урожайности, % Пластичность

min max

Предшественник - пар

Икар 2001 3,43 5,02 88,6 0,84 1,08 -0,12

Омская 36 2008 2,99 5,24 83,2 1,11 17,50 -0,21

Рикс 2011 3,27 4,91 90,4 0,88 8,76 -0,13

Тюменская 25 2012 3,46 5,55 81,8 1,02 7,09 -0,03

Тюменская 29 2013 3,34 5,71 79,8 1,14 7,63 -0,01

Мелодия 2015 3,78 6,16 82,8 1,13 9,46 0,53

Предшественник - яровая пшеница

Икар 2001 2,14 4,06 81,8 0,94 2,68 0,04

Омская 36 2008 1,70 3,84 84,6 1,06 14,51 -0,03

Рикс 2011 2,04 3,87 81,9 0,84 4,06 -0,11

Тюменская 25 2012 1,88 3,90 79,2 0,93 1,77 -0,19

Тюменская 29 2013 2,00 4,13 78,0 0,97 4,46 -0,06

Мелодия 2015 2,18 4,38 82,6 1,10 0,32 0,34

СО (D 3 ü

(D

д

(D

5

(D

-Ь О

характеризующей отзывчивость сорта на изменение условий, и стабильности (отклонение от линии регрессии).

Высокой отзывчивостью на изменение условий (Ь>1) по паровому предшественнику отличались сорта Тюменская 29 (Ь=1,14), Мелодия (Ь = 1,13) и Омская 36 (Ь = 1,11), по пшенице - только сорт Мелодия (Ь=1,10). Эти сорта можно отнести к группе интенсивных, но, вместе с тем, они менее приспособлены к неблагоприятным условиям.

Сорт Тюменская 29 (пар), а также все сорта по предшественнику пшеница, кроме сорта Мелодия, мы отнесли к группе пластичных (коэффициент регрессии равен или близкий единице). Изменение их урожайности полностью соответствовало изменению условий выращивания.

Слабая отзывчивость на вариабельность условий (Ь<1) выявлена только у сортов Икар (Ь=0,84) и Рикс (Ь=0,88) по паровому предшественнику. Они лучше адаптированы к средним и худшим условиям (агротехническим, метеорологическим) и при этом дадут максимум отдачи при минимуме затрат.

Показатель стабильности урожайности значительно варьировал независимо от предшественника. Более высокие его значения отмечены по предшественнику пшеница (табл.2). Наибольшей стабильностью по паровому предшественнику характеризовался сорт Икар (Б2 = 1,08), по пшенице - Мелодия (Б2 =0,32). Независимо от предшественника наименьшая величина этого показателя выявлена у сорта Омская 36.

Потенциал урожайности сортов оценивают через показатель геноти-пического эффекта. Как по паровому предшественнику, так и по пшенице самая высокая его величина отмечена у сорта Мелодия (соответственно Б, =0,53 и Б, =0,34). Средняя урожайность этого сорта выше средней урожайности в опыте по пару и по пшенице.

На основе проведенного комплексного анализа по урожайности и параметрам экологической пластичности лучшим независимо от предшественника можно признать сорт Мелодия. Он характеризуется высокой средней урожайностью N при равной, в сравнении с другими о сортами, ее вариабельности, в со-^ четании с высокой отзывчивостью, ^ стабильностью и генотипическим о» эффектом.

Литература.

о ^

5 1. Шаманин В.П., Петуховский С.Л. Ф Создание исходного материала для се-

лекции яровой мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири // Сибирский вестник с.-х. науки. 2012. № 6. С. 10-16.

2. Создание среднеспелых сортов яровой мягкой пшеницы / С.И. Аносов, В.В. Советов, И.Е. Лихенко, Е.В. Агеева, Н.И. Лихенко, П.П. Шрайбер // Сибирский вестник с.-х. науки. 2015. № 4. С.20-25.

3. Гончаров П.Л. Комплексность в селекции сельскохозяйственных растений // Принципы и методы селекции интенсивных сортов сельскохозяйственных растений: сб. науч. трудов. Новосибирск: СО ВАСХНИЛ, 1987. С. 4-15.

4. Халипский А.Н. Оценка селекционного прогресса на примере сортосмены яровой пшеницы в Красноярском крае: автореф. дисс. ... канд. с.-х. наук. Новосибирск, 1990. 18 с.

5. Кравченко Н.С., Ионова Е.В. Параметры адаптивности сортов мягкой озимой пшеницы по признаку «масса 1000 семян» в условиях провокационного фона («засушник») // Зерновое хозяйство России. 2015. № 2 (38). С. 5-8.

6. Ионова Е.В. Перспективы использования адаптивного районирования и адаптивной селекции сельскохозяйственных культур (обзор) // Зерновое хозяйство России. 2013. № 3 (27). С. 19-22.

7. Селекция яровой пшеницы на адаптивность: результаты и перспективы /

B.А. Зыкин, И.А. Белан, В.М. Россеев,

C.В. Пашков // Доклады РАСХН. 2000. № 2. С. 5-7.

8. Белан И.А., Россеева Л.П., Зыкин В.А. История селекции яровой мягкой пшеницы в СибНИИСХ: урожайность, адаптивность // Достижения науки и техники АПК. 2008. № 12. С. 8-10.

9. Сапега В.А., Турсумбекова Г.Ш. Урожайность и адаптивность сортов озимой ржи в Северном Зауралье // Земледелие. 2015. № 2. С. 45-46.

10. Выдрин В.В., Федорук Т.К. Сортовое районирование сельскохозяйственных культур и результаты сортоиспытания по Тюменской области за 2015 год. Тюмень: Тюменский издательский дом, 2015. 91 с.

11. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

12. Неттевич Э.Д. Потенциал урожайности рекомендованных для возделывания в Центральном регионе РФ сортов яровой пшеницы и ячменя и его реализация в условиях производства // Доклады РАСХН. 2001. № 3. С. 3-6.

13. Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties // Crop. Sci. 1966. Vol. 6. № 1. Рр. 36-40.

14. Джелали Н.И., Литун П.П. Методические указания по экологическому сортоиспытанию зерновых культур. М.: ВАСХНИЛ, 1980. 21 с.

15. Васильчук Н.С. Результаты селекции яровой твердой пшеницы на адаптивность // Селекция и семеноводство. 2005. № 4. С. 2-6.

16. Мамонтова В.Н. Селекции и семеноводство яровой пшеницы. М.: Колос, 1980. 286 с.

17. Зыкин В.А. Основы повышения адаптивности сортов яровой пшеницы в Западной Сибири // Вестник РАСХН. 1992. № 2. С. 23-26.

Productivity and Parameters of Ecological Plasticity of Mid-Season Varieties of Spring Wheat in Their Examination after Various Forecrops

V.A.Sapega

Tyumen Industrial University, ul. Volodarskogo, 38, Tyumen', 625000, Russian Federation

Abstract. Under conditions of Western Siberia, the important part in productivity increase is assigned to development and implementation of ecologically plastic varieties, providing high productivity under favorable conditions for cultivation and its stability under stressful conditions. In the research we studied six mid-season spring wheat varieties allowed to use, which were tested in the north forest-steppe zone of Tyumen region after two fore-crops: bare fallow and spring wheat (the first culture after fallow). Considerable variability of an index of conditions of the environment was revealed irrespective of a forecrop: after the fallow, it was from 0.81 (2014) to 1.19 (2015); and after wheat it was from 0.70(2014) to 1.29 (2015). Melodia variety was the best according to the average productivity (5.10 t/ha after fallow, 3.62 t/ha after wheat). The greatest decrease of productivity after wheat in comparison with fallow was registered for Melodia (1.48 t/ha) and Tyumenskaya 25 (1.45 t/ha) varieties. The least variability of productivity after fallow was revealed in Ikar variety (15.7 %), and after wheat - in Omskaya 36 variety (31.7 %). Riks variety was characterized by the highest realization of productivity potential after fallow (90.4 %), and Omskaya 36 variety - after wheat (84.6 %). The strong responsiveness on the change of conditions after fallow was noted in Tyumenskaya 29 (bi= 1.14), Melodia (bi = 1.13) and Omskaya 36 (bi = 1.11) varieties; and after wheat - in Melodia variety (bi = 1.10). The weak responsiveness on change of conditions was revealed only after fallow in Ikar (bi = 0.84) and Riks (bi = 0.88) varieties. The indicator of productivity stability considerably varied in the varieties irrespective of the forecrop. Ikar variety was characterized by the greatest value of it (S2 = 1.08) after fallow, and Melodia variety had the maximum value (S2 = 0.32) after wheat. According to the value of genotypic effect, Melodia variety was the best irrespective of the forecrop (Ei.. = 0.53 after fallow, Ei.. = 0.34 after wheat). Melodia variety was found as the most valuable one on the basis of complex assessment on productivity and parameters of ecological plasticity both after fallow and wheat.

Keywords: spring wheat, mid-season varieties, forecrop, productivity, variability of productivity, realization of productivity potential, plasticity, stability, genotypic effect.

Author Details: V.A. Sapega, D. Sc. (Agr.), prof. (e-mail: sapegavalerii@ram-bler.ru).

For citation: Sapega V.A. Productivity and Parameters of Ecological Plasticity of Mid-Season Varieties of Spring Wheat in Their Examination after Various Forecrops. Zemle-delie. 2017. No. 4. Pp. 34-36