Введение. Засуха – природное явление, характерное для климата Поволжья. С метеорологической точки зрения засуха сводится к ничтожному количеству атмосферных осадков, сильно понижающих влажность почвы, к весьма незначительной относительной влажности воздуха и высокой температуре воздуха и почвы [1]. В областях Среднего Поволжья (Самарская, Ульяновская, Пензенская области) повторяемость очень сильных засух (ГТК≤0,3) и сильных засух (ГТК=≤0,6) составляет в мае – от 34 до 38%, в июне – от 20 до 30%, в июле от 14 до 30%, а в среднем за май-июль – от 22 до 26% [2]. Важной составляющей комплекса мер защиты полевых культур от засухи является создание засухоустойчивых сортов [1]. «Засухоустойчивыми называются растения, способные в процессе своего онтогенеза приспосабливаться к действию засухи без значительного ущерба для себя и своего воспроизведения» [3]. При отборе засухоустойчивых генотипов озимой мягкой пшеницы необходимо учитывать урожайность и стабильность формирования всех элементов ее структуры в условиях абиотического стресса [4].
Цель исследований – изучить вариабельность элементов структуры урожая в условиях абиотического стресса очень сильной интенсивности с целью уточнения методов отбора засухоустойчивых линий.
Материал и методы. В качестве материала для исследований использовали сорта озимой мягкой пшеницы, включенные в Государственный реестр и допущенные к использованию в Средневолжском регионе [5]. Почва – чернозем обыкновенный. Предшественник – чистый пар. Учетная площадь делянок 25 м2, повторность четырехкратная. Учеты и наблюдения провели по методике госкомиссии [6]. Анализ структуры урожая выполнили по средней выборке из 50 колосьев в контрастные по метеоусловиям 2010 и 2014 гг. Определяли длину колоса, количество колосков и зерен в колосе, массу колоса и зерна в колосе, Кхоз колоса, массу 1000 зерен.
Данные наблюдений обработали по программе «AGROS».
Засуха сильной интенсивности отмечена в фазу возобновление весенней вегетации – колошение в 2010 г. (ГТК=0,38) и в 2014 г. (ГТК=0,4), очень сильной интенсивности в фазу колошение–созревание в 2010 г. (ГТК=0,04). Период колошение– созревание в 2014 г. был благоприятным (ГТК=1,06, норма 0,7).
Контрастные условия периода колошение – созревание позволили выявить влияние засухи на формирование элементов структуры урожая сортов озимой мягкой пшеницы.
Результаты и обсуждение. Величина элементов структуры урожая сортов озимой пшеницы показана в таблице 1.
Таблица 1
Элементы структуры урожая сортов озимой пшеницы, 2010-2014 гг.
|
Признак |
Годы |
Сорта |
||||
|
Безенчукская 380 |
Бирюза |
Светоч |
Малахит |
Северодонецкая юбилейная |
||
|
Длина колоса, см, x̄±Sx |
2010 |
7,7±0,06 |
7,1±0,06 |
6,4±0,06 |
7,5±0,07 |
7,2±0,05 |
|
2014 |
9,8±0,10 |
8,6±0,09 |
8,8±0,12 |
8,1±0,09 |
10,2±0,09 |
|
|
Количество колосков в колосе, шт., x̄±Sx |
2010 |
16,0±0,16 |
16,7±0,15 |
15,1±0,15 |
16,4±0,17 |
16,0±0,15 |
|
2014 |
20,0±0,20 |
18,0±0,22 |
17,0±0,24 |
18,0±0,26 |
21, 0±0,25 |
|
|
Масса колоса, г., x̄±Sx |
2010 |
1,5±0,05 |
1, 5±0,05 |
1,6±0,06 |
1,9±0,06 |
1,4±0,03 |
|
2014г. |
2,8±0,07 |
2,8±0,05 |
3,0±0,1 |
2,9±0,08 |
3,5±0,10 |
|
|
Количество зерен в колосе, шт., x̄±Sx |
2010г. |
35,0±2,5 |
34,5±0,94 |
27,2±0,56 |
36,8±0,72 |
30,9±0,70 |
|
2014г. |
49,0±0,09 |
51,0±1,13 |
41,0±1,30 |
42,00±,91 |
55,0±2,0 |
|
|
Масса зерна одного колоса, г., x̄±Sx |
2010г. |
1,1±0,04 |
1,0±0,03 |
1,1±0,03 |
1,3±0,03 |
0,9±0,03 |
|
2014г. |
2,2±0,05 |
1,9±0,05 |
2,2±0,09 |
2,1±0,06 |
2,60±,09 |
|
|
Кхоз колоса x̄±Sx |
2010г. |
0,72±0,02 |
0,78±0,01 |
0,70±0,03 |
0,73±0,02 |
0,69±0,02 |
|
2014г. |
080±0,02 |
0,75±0,01 |
0,70±0,03 |
0,72±0,03 |
0,69±0,03 |
|
|
Масса 1000 зерен, г. |
2010г. |
24,9 |
25,3 |
32,3 |
28,9 |
25,9 |
|
2014г. |
41,0 |
39,7 |
46,5 |
47,3 |
40,9 |
|
|
T0,05 = 2.02 ,НСР0,05 по признаку, масса 1000 зерен в 2010г. – 1,5г., в 2014г. – 1,7г. |
||||||
Длина колоса и количество колосков в колосе. Формирование колоса озимой пшеницы происходит весной в период возобновление весенней вегетации – выход в трубку. Условия этого периода оказывают существенное влияние на длину колоса и число колосков в колосе. По длине колоса в условиях острой засухи 2010 г. выделяются сорта Безенчукская 380 и Малахит, по количеству колосков в колосе сорта Бирюза и Малахит. Улучшение условий вегетации в 2014 г. (запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы 175 мм, на 40 мм выше нормы) вызвали увеличение количества колосков в колосе и длины колоса у всех изученных сортов. Наиболее существенное увеличение длины колоса и количества колосков в колосе у сортов Безенчукская 380 и Северодонецкая юбилейная (табл. 1). Засуха 2010 г. вызвала депрессию длины колоса по сортам от 8,0 до 41,7%, количества колосков в колосе от 9,8 до 31,3% (таблица 2). Максимальная депрессия величины признаков «длины колоса» и «количество колосков в колосе» у сортов Безенчукская 380 и Северодонецкая юбилейная, минимальная у сортов Бирюза и Малахит.
Таблица 2
Депрессия элементов структуры урожая в условиях острой засухи 2010 г. по сравнению с показателями 2014 г.
|
Признак |
Депрессия, % |
||||
|
Безенчукская 380 |
Бирюза |
Светоч |
Малахит |
Северодонецкая юбилейная |
|
|
Длина колоса, см |
27,3 |
21,1 |
37,3 |
8,0 |
41,7 |
|
Количество колосков в колосе, шт. |
25,0 |
7,8 |
12,6 |
9,8 |
31,3 |
|
Масса колоса, г |
81,3 |
81,3 |
90,0 |
52,6 |
150,0 |
|
Количество зерен в колосе, шт. |
40,0 |
47,8 |
50,7 |
14,1 |
78,0 |
|
Масса зерна одного колоса, г |
100,0 |
90,0 |
100,0 |
61,5 |
188,9 |
|
Масса 1000 зерен, г |
64,7 |
56,9 |
44,0 |
63,7 |
57,9 |
Количество колосков в колосе имеет относительно низкую фенотипическую вариабельность. В засушливых условиях она выше, чем в благоприятных (табл. 3). Селекция на увеличение длины колоса и количества колосков в колосе – один из реальных путей повышения урожайности сортов озимой пшеницы. Длина колоса и количества колосков в колосе связаны высокой положительной корреляцией (r = +0,72,Р0,01).
Масса колоса. Масса колоса показывает потенциал емкости накопления ассимилятов. В условиях засухи по массе колоса выделились сорта Светоч и Малахит, в благоприятных условиях Светоч и Северодонецкая юбилейная (табл. 1). Депрессия массы колоса в условиях засухи 2010 г. по сортам колебалась от 52,6% до 150% (табл. 2).
Количество зерен в колосе. В условиях засухи сорта озимой пшеницы формируют достаточно большое число зерен в колосе – до 36,8 шт. Улучшение влагообеспеченности способствуют увеличению количества зерен в колосе до 51…55 шт. (табл. 1). По количеству зерен в колосе выделяются сорта Бирюза, Безенчукская 380, в благоприятных условиях Северодонецкая юбилейная. Депрессия признака «количество зерен в колосе» в два раза ниже признака «масса колоса» (табл. 2). Это объясняется относительно благоприятными условиями при формировании признака (достаточные запасы влаги в почве). Фенотипическая вариабельность признака в условиях засухи средняя, в благоприятных условиях ниже средней (табл. 3).
Масса зерна одного колоса. Масса зерна одного колоса является производным от количества зерен в колосе и массы 1000.зерен. Признак формируется в сложных метеорологических условиях и на него в максимальной степени оказывает влияние абиотический стресс. В условиях засухи 2010 г. по сравнению с 2014 г. масса зерна одного колоса по сортам уменьшилась в 2…2,7.раза (табл. 1). Депрессия признака 61,5-188,9% (табл. 3).
Таблица 3
Фенотипические коэффициенты вариации (Сv,%) показателей элементов структуры урожая сортов озимой пшеницы, 2010, 2014 гг.
|
Признак |
Сорта |
||||
|
Безенчукская 380 |
Бирюза |
Светоч |
Малахит |
Северодонецкая юбилейная |
|
|
Количество колосков в колосе, шт. |
7,2/5,3* |
6.9/5.8 |
6.9/6.1 |
7.2/6.2 |
7.5/4.8 |
|
Количество зерен в колосе, шт. |
17.7/10.5 |
14.6/8.6 |
14.7/13.0 |
13.9/9.6 |
18.0/16.0 |
|
Масса зерна одного колоса, г |
24.0/16.0 |
18.7/10.9 |
21.3/16.3 |
17.5/11.5 |
19.0/15.8 |
|
* В числителе 2010 г., в знаменателе 2014 г. |
|||||
Масса 1000 зерен. Стабильность признака в условиях стресса является объективным показателем устойчивости сорта к засухе. В 2010 г. по величине массы 1000 зерен выделились сорта Светоч и Малахит. Депрессия признака в условиях засухи очень сильной интенсивности 44…64,7% (табл. 2). По стабильности признака выделяется сорт Светоч.
Кхоз колоса. По выходу зерна с колоса выделяются сорта озимой пшеницы Безенчукская 380, Бирюза, Малахит (табл. 1). Условия выращивания на формирование признака не оказывали существенного влияния у большинства изученных сортов. У сорта Безенчукская 380 Кхоз колоса был достоверно выше в благоприятных условиях по сравнению с величиной признака в условиях стресса.
Заключение
Весенняя засуха уменьшает длину колоса и количество колосков в колосе. Летняя засуха оказывает наиболее губительное влияние на формирование массы 1000 зерен, массы зерна одного колоса, массы 1000 зерен. Отбор засухоустойчивых форм перспективен по количеству колосков в колосе, массе 1000 зерен, массе зерна одного колоса.
Литература:
- Тулайков Н. М. Избранные труды / Проблемы борьбы с засухой / Сост. В. А. Корчагин.– Самара, 200 – с.5-80.
- Уланова Е. С., Страшная А. И. Засухи в России и их влияние на урожайность зерновых культур // Проблемы мониторинга засух: Научные труды ВНИИ с.-х. метеорологии.– СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. –Вып.3.– С.64-83.
- Генкель П. А. Устойчивость растений к засухе и пути ее повышения. М.: АНСССР, 1946.–Т.5.–N1.– С.3-238.
- Сухоруков А. Ф. Селекция мягкой озимой пшеницы на засухоустойчивость в Среднем Поволжье / Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук.– 2004.–№2.–С.50-51.
- Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т.1.Сорта Растений.–М., 2015.–С.5-10.
- Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур.–М.: Колос, 1985. Вып.1.–267 с.
