Оценка адаптивной способности сортов ярового ячменя селекции СибНИИСХ в условиях Сибирского Прииртышья

СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК 633.16:631.527:631.526.32

Н.И. Аниськов, П.Н. Николаев, П.В. Поползухин, И.В. Сафонова

ОЦЕНКА АДАПТИВНОЙ СПОСОБНОСТИ СОРТОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ СЕЛЕКЦИИ СИБНИИСХ В УСЛОВИЯХ СИБИРСКОГО ПРИИРТЫШЬЯ

В статье проанализированы экспериментальные данные, полученные при испытании сортов ярового ячменя селекции СибНИИСХ в южной лесостепной зоне Сибирского Прииртышья. Обсуждаются характеристики сортов: урожайность, пластичность, стабильность и гомеостатичность. Показаны результаты расчета адаптивной способности у сортов ячменя селекции СибНИИСХ по четырем наиболее распространенным методикам, указывающие на объективную возможность создания и использования сортов, максимально адаптированных к конкретным условиям почвенно-климатической зоны с высокой потенциальной продуктивностью, экологической устойчивостью. По показаниям исследований выявлены экологически пластичные и стабильные по урожайности сорта ячменя для условий южной лесостепной зоны Омской области.

Ключевые слова: яровой ячмень, сорт, урожайность, стабильность, пластичность, гоместатичность, факторы среды, адаптивность, экологические условия, потенциал, ранг, селекция, продуктивность, коэффициент регрессии, коэффициент мультипликативности, показатели уровня стабильности сортов.

Введение

Ячмень - универсальная культура как по широте распространения, так и по использованию. Выращивается во всех зерносеющих областях России, служит сырьем для пищевой, комбикормовой и пивоваренной промышленности [1].

Для условий Западной Сибири характерна большая изменчивость абиотических и биотических факторов среды, в значительной степени это влияет на урожайность ярового ячменя. Своеобразие экологических условий (недостаточное и неравномерное распределение осадков) предъявляет высокие требования к новым сортам, способным обеспечивать стабильную урожайность при неблагоприятных воздействиях среды. Поэтому оценка сортов по экологической пластичности представляет интерес как для теоретических исследований, так и для практической селекции [2; 3]. В условиях ЗападноСибирской равнины с учетом климатических, почвенных, агротехнических особенностей и производственных требований необходимо иметь не менее 12 типов сортов (табл. 1).

© Аниськов Н.И., Николаев П.Н., Поползухин П.В., Сафонова И.В., 2016

Таблица 1

Потребность в сортах ярового ячменя в Западной Сибири

Природно-климатическая зона Потребность в сортах

Кормовой двурядный Кормовой многорядный Пивоваренный Голозерный

Степь + - - +

Лесостепь южная + + + +

Лесостепь северная + + + +

Подтаежная - + + -

Практический результат 37-летней селекционной работы - создание 22 пленчатых (кормовых и пивоваренных) и голозерных сортов ячменя. Сорта созданы в период с 1982 г. по настоящее время и были допущены к использованию в производстве по 8, 9, 10, 11-му регионам в Российской Федерации и Республике Казахстан. Площадь посева составляет 800-900 тыс. га ежегодно [4]. Однако возделывание в производстве этих сортов не всегда дает ожидаемый эффект. В определенной мере это обусловлено недооценкой признака адаптивности сортов [5]. В связи с этим целью работы являлась оценка продуктивности и адаптивного потенциала сортов ярового ячменя по наиболее распространенным статистическим параметрам.

Материал и методика проведения исследований Экспериментальная часть работы проведена на опытных полях СибНИИСхоза (южная лесостепь, г. Омск). Изучено 12 сортов ярового ячменя селекции СибНИИСХ. Агротехника проведения опытов общепринятая для Западно -Сибирского региона. Площадь делянки 10 м2 повторность 4-кратная. Норма высева - 4 млн всхожих зерен на 1 га. Посев произведен селекционной сеялкой ССФК -7. Уборка проведена в фазу полной спелости селекционным комбайном Хеге-125. Фенологические наблюдения, оценки и учеты в этих питомниках - согласно методике ВИР по изучению коллекции ячменя и овса [6]. Математическая обработка с целью выявления существенных различий проведена методом дисперсионного анализа [7]. Рассчитывали параметры стабильности, пластичности и гомеостатичности по S.A. Eberhart, W.A. Russell [8], В.А. Драгав-цеву [9], В.В. Хангильдину [10], Э.Д. Неттевичу [11].

Результаты исследований Все параметры адаптивности в работе рассчитаны по признаку урожайности зерна - результату сложного взаимодействия «генотип-среда», где средой являются поч-венно-климатические условия. Поэтому важно не только создать сорт, но и выявить наиболее благоприятную зону для его выращивания, иными словами, найти его экологическую нишу. Максимальная средняя урожайность получена в 2015 г. - 5,4 т/га, варьируя от 3,7 т/га - у сорта Омского голозерного 2 до 6,6 т/га - у Омского 100. В среднем за годы проведения опытов в этой зоне наиболее продуктивными были сорта ячменя: Омский 100 - 4,5 т/га, Омский 99, Подарок Сибири - 4,3 т/га. Минимальная урожайность отмечена у Омского голозерного 2 - 2,5 т/га (табл. 2).

По S.A. Eberhart, W.A. Russell, коэффициент линейной регрессии урожайности сортов (bi) показывает их реакцию на изменение условий выращивания. Чем выше значение коэффициента bi > 1, тем большей отзывчивостью обладает сорт. В случае bi < 1 у сорта слабая реакция на изменение условий. Полное соответствие изменения урожайности сорта изменению условий выращивания при условии bi = 1. В нашем опыте большей отзывчивостью на улучшение условий выращивания обладают сорта

Омский 95, Сибирский Авангард, Саша, Подарок Сибири, Омский 100, Омский 89, Омский 99. Они требовательны к высокому уровню агротехники, так как только в этом случае будет максимум отдачи. К сортам, слабо реагирующим на изменение условий среды, относят: Омский 90, Омский 91, Омский голозерный 1, Омский голозерный 2, Майский. Эти сорта лучше использовать на экстенсивном фоне, где они дадут максимум отдачи при минимуме затрат (табл. 3). По мнению этих же авторов, чем меньше коэффициент стабильности, тем стабильнее сорт. В изучаемом наборе наиболее стабильны сорта Майский, Омский голозерный 1, Омский голозерный 2, Омский 90, Омский 91. Нестабильными оказались сорта Омский 99, Подарок Сибири, Саша, Сибирский Авангард. У остальных сортов (Омский 89, Омский 100, Омский 95) - промежуточное положение.

Таблица 2

Урожайность сортов ярового ячменя селекции СибНИИСХ (2011-2015 гг., г. Омск, Южная лесостепь), т/га

Сорт г. Омск

2011 2012 2013 2014 2015

Омский 90 4,5 2,4 2,3 3,6 4,7 17,5 3,5

Омский 91 4,4 2,4 2,2 3,1 4,6 16,7 3,3

Омский 95 5,3 2,2 3,4 3,6 5,8 20,3 4,1

Сибирский

Авангард 5,5 1,9 2,8 3,1 5,9 19,2 3,8

Саша 5,7 2,5 3,2 3,2 6,4 21,0 4,2

Подарок Сибири 5,8 1,8 3,4 4,3 6,3 21,6 4,3

Омский 100 5,8 2,8 3,5 3,9 6,6 22,6 4,5

Омский 89 4,3 1,7 2,7 4,0 5,7 18,4 3,7

Омский 99 5,8 1,8 3,4 4,3 6,3 21,6 4,3

Омский

голозерный 1 3,5 1,7 1,6 3,0 4,2 14,0 2,8

Омский

голозерный 2 2,0 1,7 1,8 3,4 3,7 12,6 2,5

Майский 3,6 1,9 2,4 3,9 4,5 16,3 3,3

56,2 24,8 32,7 43,4 64,7 221,8 44,3

4,7 2,1 2,7 3,6 5,4 18,5 3,7

HCPo,5 0,28 т/га

+1,0 -1,6 -1,0 -0,1 +1,7

В.А. Драгавцевым во избежание линейного артефакта коэффициента регрессии был введен новый параметр - коэффициент мультипликативности. Чем выше его числовое значение, тем сильнее изменяется урожайность сорта в различных условиях. Анализируя адаптивность 12 сортов ячменя, можно отнести сорта: Омский голозерный 1, Омский голозерный 2, Майский, Омский 91, Омский 90 к экстенсивному и полуинтенсивному типу. Для сортов Подарок Сибири, Омский 99, Саша, Омский 100, Сибирский Авангард, Омский 95 характерна высокая отзывчивость на улучшение условий выращивания, т. е. это интенсивные сорта (табл. 3).

Показатель гомеостатичности, оцениваемый по формуле В.В. Хангильдина (1976), отражает устойчивость проявления признака. Чем выше значение признака, тем он стабильнее. Среди изучаемых сортов этот показатель был выше у Омского 95, Омс -кого 100, Омского 90, Омского 91, Саша, Подарка Сибири, Омского 91 (табл. 3).

Таблица 3

Ранговая характеристика по показателям пластичности, стабильности, гомеостатичности сортов ярового ячменя селекции СибНИИСХ

Сорт Показатели адаптивности юж. лесостепь Ранг адаптивности юж. лесостепь

b, od2 КМ Нот Пусс b, od2 КМ Нот Пусс

Омский 90 0,9 0,7 1,9 0,5 106,1 9 4 8 3 11

Омский 91 0,9 0,7 1,8 0,4 100,0 8 5 9 4 12

Омский 95 1,2 1,9 2,4 0,4 165,2 6 7 6 1 6

Сибирский Авангард 1,4 3,0 2,4 0,3 190,3 3 9 5 10 5

Саша 1,4 3,2 2,6 0,4 210,4 4 10 3 5 4

Подарок Сибири 1,5 3,3 2,7 0,4 226,7 1 11 1 6 2

Омский 100 1,3 2,3 2,6 0,4 225,4 5 8 4 2 3

Омский 89 1,2 1,7 2,2 0,3 154,4 7 6 7 8 7

Омский 99 1,5 3,3 2,7 0,4 227,4 2 12 2 7 1

Омский голозерный 1 0,9 0,6 1,7 0,2 116,9 10 3 10 11 8

Омский голозерный 2 0,5 0,5 1,3 0,1 111,3 12 2 12 12 9

Майский 0,8 0,4 1,7 0,3 110,2 11 1 11 9 10

По показателю стабильности (по Э.Д. Неттевичу) распределяют сорта по их способности сочетать высокую урожайность с минимальным снижением в неблагоприятных условиях выращивания в сравнении со стандартом. В соответствии с этим подходом более стабильны сорта: Омский 99, Подарок Сибири, Омский 100, Саша, Сибирский Авангард, Омский 95. Остальные отнесены в группу нестабильных (табл. 3).

Выводы

Урожайность зерна изученных сортов ярового ячменя селекции СибНИИСХ характеризуется значительной вариабельностью в зависимости от года исследования.

Для объективной и полной характеристики сортов при экологическом сортоиспытании необходимо использовать сочетание разных показателей. Адаптивность сорта следует рассматривать с позиции пластичности, стабильности и гомеостатичности.

На основе изучения экспериментального материала из использованных методов адаптивности следует обратить особое внимание на показатели гомеостатичности и уровня стабильности сортов, коэффициент мультипликативности.

В резко континентальных почвенно-климатических условиях Сибирского Прииртышья наиболее приспособлены для возделывания в зоне южной лесостепи сорта селекции СибНИИСХ - Омский 100, Омский 95, Саша, Омский 99, Подарок Сибири, они высокопластичны, обладают высокой и стабильной урожайностью.

N.I. Anis 'kov, P.N. Nikolaev, P. V. Popolzukhin, I. V. Safonova

Assessment of adaptive ability of grades of summer barley of selection SibNIISKH in the conditions of the Siberian Priirtyshje

The article presents the analysis of the experimental data obtained during testing varieties of spring barley breeding in SIBYAH in southern forest-steppe zone of the Siberian region. Discusses their characteristics on the productivity, plasticity, stability and homeostaticity. Shows the results of calculation of the adaptive capacity of varieties of barley breeding sibnii the four most common methods. These results indicate a possibility of creation and use of varieties best adapted to particular conditions of soil-climatic zones that combine high potential productivity, environmental sustainability in the conditions of southern forest-steppe zone of Omsk region. According to the results of the research identified ecologically flexible and stable yields of barley varieties for the conditions of southern forest-steppe zone of Omsk region.

Keywords: spring barley, variety, yield, stability, plasticity, gomeostaticeski, environmental factors, adaptability, environmental conditions, capacity, grade, selection, productivity, regression coefficient, the multiplicative coefficient, indicators of level of stability of sorts.

Список литературы

1. Баталова Г.А. Зернофуражные культуры России / Г.А. Баталова // Тр. по прикладной ботанике, генетике и селекции. - 2013. - Т. 171. -С. 131-135.

2. Аниськов Н.И. Яровой ячмень в Западной Сибири (селекция, семеноводство, сорта) : монография / Н.И. Аниськов, П.В. Поползухин. -Омск : Вариант-Омск, 2010. - 388 с.

3. Сурин Н.А. Совершенствование адаптивных свойств ячменя с использованием стародавних и современных методов селекции / Н.А. Су-рин // Селекция сельскохозяйственных культур на высокий генетический потенциал, урожайность и качество. - Тюмень, 2012. - С. 30-40.

4. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию: сорта растений // МСХ РФ. ФГУ Государственная комиссия РФ. - М., 2015.

5. Кильчевский А.В. Генотип и среда в селекции растений / А.В. Кильчевский, Л.В. Хоты-лева. - Минск : Наука и техника, 1989. - 191 с.

6. Лоскутов И.Г. Методические указания по изучению и сохранению мировой коллекции ячменя и овса / И.Г. Лоскутов, О.Н. Ковалева, Е.В. Блинова. - СПб., ВИР, 2012. - 63 с.

7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта: (с основами стат. обработки результатов исследований) ; 6-е изд. доп. перераб. / Б.А. Доспехов. - М. : Агропромиздат, 1985. - С. 35.

8. Eberhart S.A. Stability parameters for comparing vatiiieties / S.A. Eberhart, W.A. Russell // Ctop. sci. - 1966. - Vol. 6, № 1. - P. 36-40.

9. Драгавцев В.А. Генетика признаков продуктивности яровой пшеницы в Западной Сибири / В.А. Драгавцев, В.А. Цильке, Б.Г. Рейгер. - Новосибирск : Наука, 1984. - С. 229.

10. Хангильдин В.В. Проявление гомеоста-за у гибридов гороха посевного / В.В. Хангиль-дин, Р.Р. Асфондиярова // Биологические науки. -1977. - № 1. - С. 116-121.

11. Неттевич Э.Д. Повышение эффективности отбора яровой пшеницы на стабильность, урожайность и качество зерна / Э.Д. Неттевич, А.И. Моргунов, М.И. Максименко // Вестн. с.-х. науки. - 1985. - № 1. - С. 66-73.

Аниськов Николай Иванович, д-р с.-х. наук, ст. науч. сотр., ФГБНУ ВИР; Николаев Петр Николаевич, завлабораторией селекции ячменя, ФГБНУ СибНИИСХ, nikolaevpetr@mail.ru; Поползухин Павел Вавилович, канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр., ФГБНУ СибНИИСХ, sibniish@bk.ru; Cафонова Ирина Владимировна, канд. с.-х. наук, ст. науч. сотр., ФГБНУ ВИР, i.safonova@vir.nw.ru.

References

1. Batalova G.A. Zernofurazhnye kul'tury Rossii / G.A. Batalova // Tr. po prikladnoj botani-ke, genetike i selekcii. - 2013. - T. 171. -S. 131-135.

2. Anis'kov N.I. Jarovoj jachmen' v Zapadnoj Sibiri (selekcija, semenovodstvo, sorta) : monografija / N.I. Anis'kov, P.V. Popolzuhin. - Omsk : VariantOmsk, 2010. - 388 s.

3. Surin N.A. Sovershenstvovanie adaptivnyh svojstv jachmenja s ispol'zovaniem starodavnih i sovremennyh metodov selekcii / N.A. Surin // Selekcija sel'skohozjajstvennyh kul'tur na vysokij geneticheskij potencial, urozhajnost' i kachestvo. -Tjumen', 2012. - S. 30-40.

4. Gosudarstvennyj reestr selekcionnyh dosti-zhenij, dopushhennyh k ispol'zovaniju: sorta raste-nij // MSH RF. FGU Gosudarstvennaja komissija RF. - M., 2015.

5. Kil'chevskijA.V. Genotip i sreda v selekcii rastenij / A.V. Kil'chevskij, L.V. Hotyleva. - Minsk : Nauka i tehnika, 1989. - 191 s.

6. Loskutov I.G. Metodicheskie ukazanija po izucheniju i sohraneniju mirovoj kollekcii jachmenja i ovsa / I.G. Loskutov, O.N. Kovaleva, E.V. Blino-va. - SPb., VIR, 2012. - 63 s.

7. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta: (s osnovami statisticheskoj obrabotki rezul'tatov issledovanij) ; 6-e izd. dop. i pererab. / B.A. Dospe-hov. - M. : Agropromizdat, 1985. - S. 35.

8. Eberhart S.A. Stability parameters for comparing vatiiieties / S.A. Eberhart, W.A. Russell // Ctop. sci. - 1966. - Vol. 6, № 1. - P. 36-40.

9. Dragavcev V.A. Genetika priznakov produktivnosti jarovoj pshenicy v Zapadnoj Sibiri / V.A. Dragavcev, V.A. Cil'ke, B.G. Rejger. - Novosibirsk : Nauka, 1984. - S. 229.

10. Hangil'din V.V. Projavlenie gomeostaza u gibridov goroha posevnogo / V.V. Hangil'din, R.R. Asfondijarova // Biologicheskie nauki. - 1977. -№ 1. - S. 116-121.

11. Nettevich Je.D. Povyshenie jeffektivnosti otbora jarovoj pshenicy na stabil'nost', urozhajnost' i kachestvo zerna / Je.D. Nettevich, A.I. Morgunov, M.I. Maksimenko // Vestn. s.-h. nauki. - 1985. -№ 1. - S. 66-73.

Anis'kov Nikolai Ivanovich, Dr. Agr. Sci., Senior Researcher, RIPGR; Nikolaev Pyotr Niko-laevich, Head of the Barley Breeding Laboratory, SibRIA, nikolaevpetr@mail.ru; Popolzukhin Pavel Vavilovich, Cand. Agr. Sci., Senior Researcher, SibRIA, sibniish@bk.ru; Safonova Irina Vladimi-rovna, Cand. Agr. Sci., Senior Researcher, RIPGR, i.safonova@vir.nw.ru.