Зависимость показателей структуры урожая озимой ржи от генотипа и агроклиматических условий Среднего Поволжья

Введение. До недавнего времени основным направлением селекции было выведение сортов с максимальной урожайностью. Возможности сельскохозяйственного производства позволяли реализовать высокий потенциал сортов, хотя для этого требовались значительные энергоемкие затраты. В настоящее время селекция сельскохозяйственных культур имеет адаптивную направленность [3].

Перед селекционерами стоит проблема по созданию адаптивных сортов, устойчивых к абиотическим и биотическим факторам, обеспечивающих высокие и стабильные урожаи зерна, пригодных для возделывания по ресурсосберегающим технологиям [1].

При разработке модели селекционер учитывает, прежде всего, условия возделывания будущего сорта, генетическую изменчивость важнейших элементов структуры урожая, устойчивость к неблагоприятным факторам среды, технологичность сорта и другие показатели.

Гидротермические условия, как основные природные факторы, во многом определяют уровень урожайности и качества зерна. Изучение корреляционных связей между урожайностью, элементами продуктивности, признаками качества зерна и метеофакторами создают реальную возможность для прогнозирования урожая зерна и разработки научных основ отбора.

В связи с тем, что в Самарском НИИСХ селекция озимой ржи ведется с использованием двух типов короткостебельности, возникла необходимость определения эффективности использования этих систем для зон Среднего Поволжья.

Материалы и методы. Экспериментальная работа выполнялась на полях Самарского НИИСХ в селекционном севообороте. В период проведения исследований погодные условия отклонялись от средних многолетних величин и изменялись по годам.

Изученный материал высевался по чистому пару на делянках 20 м² сеялкой СН-10ц в четырехкратной повторности. Стандартом служил сорт Безенчукская 87.

Материалом для исследований служили сорта и популяции озимой ржи (100 образцов) с различными системами контроля высоты растений (рецессивно-полигенный и доминантно-моногенный тип) высеваемые в конкурсном сортоиспытании в течение 1998-2016 гг.

Фенологические наблюдения и учеты проводились в соответствии с методикой Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [4]. В лабораторных условиях по выборке из 45 растений определяли высоту и элементы структуры урожая. Технологическую и хлебопекарную оценку зерна проводили в лаборатории технолого-аналитического сервиса Самарского НИИСХ.

Результаты. Эффективность селекции в каждой агроэкозоне зависит от выбора наиболее адекватной системы низкорослости. Для того чтобы выяснить какая система контроля высоты имеет преимущество в нашей зоне, нами была проведена сравнительная оценка сортов в конкурсном испытании по урожайности и элементам ее слагающих. В среднем за 5 лет испытания сортообразцы с рецессивно-полигенным типом короткостебельности превосходили сорта с доминантно-моногенным по урожайности (на 5,6 ц/га) и массе 1000 зерен (на 5,2 г), но уступили по числу зерен в колосе (на 4,5 шт.) (табл. 1).

Таблица 1

Сравнительная характеристика сортов озимой ржи с различным типом контроля высоты растений, 2012-2016 гг., Самарский НИИСХ

Влияние метеорологических факторов на урожайность и элементы продуктивности озимой ржи проанализированы за период 18 лет (1998-2016 гг.).

Урожайность зерна имела достоверные положительные связи на фенотипическом уровне со следующими метеофакторами: осадками за год (r=0,50-0,56), осадками за апрель-июнь (r=0,46-0,53) и осадками за июнь (r=0,55-0,62). У сортов с полигенным типом контроля высоты наблюдалась значимая взаимосвязь (r=0,53) со средним значением ГТК (апрель-июль). У доминантных сортов отмечена отрицательная корреляция (r=-0,53) урожая зерна с суммой эффективных температур, что можно объяснить меньшей толерантностью к засухе. Высота растений у сортов имела прямую связь с осадками за год (r=0,52) и обратную с температурой в мае (r=-0,51). На массу 1000 зерен положительное влияние оказывали осадки июня (r=0,63-0,65), осенние осадки (r=0,45-0,60) и отрицательное влияние – температура в июне и сумма эффективных температур за период вегетации (r=-0,70). Признак «число зёрен в колосе» имел тесную положительную связь с осадками за год, с осадками за июнь месяц (r=0,59-0,65), с температурами в апреле (r=0,77), но отрицательную связь с температурами мая, июня (r=-0,20…-0,91).

Для выявления об относительных вкладах в урожай отдельных компонентов, был проведен путевой анализ, позволяющий определить прямой вклад отдельных признаков: массы зерна с колоса, числа зерен в колосе, массы 1000 зерен и числа продуктивных стеблей на 1 м² (табл. 2).

Установлено, что урожай зерна определяется прямыми вкладами трех признаков – массы 1000 зерен, массы зерна с колоса и количеством продуктивных стеблей на 1 м². Число зерен в колосе не вносило ни прямого, ни косвенного вклад в урожай.

Таблица 2

Прямые вклады элементов продуктивности в формирование урожая зерна

Путем дисперсионного, корреляционного анализов, а также на основе анализа элементов структуры урожая нами определено, что для зоны Среднего Поволжья целесообразно возделывание двух типов сортов: для условий недостаточного увлажнения сорта с рецессивно-полигенным типом контроля высоты растений, для северной зоны – короткостебельные сорта с доминантным геном. На основании вышесказанного в таблице 3 представлены конкретные параметры оптимального сорта озимой ржи обоих типов.

Параметры сортов озимой ржи для зон Среднего Поволжья

Выводы. Таким образом, сорта с полигенно-рецессивным типом контроля высоты растений в наибольшей степени адаптированы к засушливым условиям Средневолжского региона. Сорта с доминантным контролем высоты растений, как наиболее устойчивые к полеганию, свой потенциал полностью раскрывают в лесостепной зоне.

Осадки в конце весеннего и начале летнего периода вегетации, а также продолжительность засушливого периода в мае и июне являются одними из ведущих внешних факторов роста и развития растений и во многом определяют продуктивность озимой ржи.

На основе проведенного анализа взаимосвязей и влияние отдельных признаков на урожай зерна, в условиях Среднего Поволжья, основным критерием отбора генотипов озимой ржи на продуктивность должна служить масса 1000 зерен, масса зерна с колоса и густота продуктивного стеблестоя.

Определены оптимальные параметры сортов озимой ржи для зон Среднего Поволжья с недостаточным и достаточным увлажнением.

Литература:

1. Гончаренко А. А. Современное состояние, проблемы и направления исследований по селекции озимой ржи в РФ // Вопросы селекции, семеноводства и технологии возделывания озимой ржи в России / Тезисы докладов Всероссийского научно-методического совещания. – Самара, 2000. – С. 1-5.
2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. – М., 1985. – 336 с.
3. Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства // Доклады РАСХН. – 1999. - №2. – С.5-11.
4. Методика Государственного Сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М., 1971.-Вып.1.-248 с.