Влияние засухи на формирование элементов структуры урожая сортов озимой пшеницы

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, К_хоз 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.

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.

Депрессия элементов структуры урожая в условиях острой засухи 2010 г. по сравнению с показателями 2014 г.

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,Р_0,01).

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 (С_v,%) показателей элементов структуры урожая сортов озимой пшеницы, 2010, 2014 гг.

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.

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:

1. Тулайков Н. М. Избранные труды / Проблемы борьбы с засухой / Сост. В. А. Корчагин.– Самара, 200 – с.5-80.
2. 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.
3. Генкель П. А. Устойчивость растений к засухе и пути ее повышения. М.: АНСССР, 1946.–Т.5.–N1.– С.3-238.
4. Сухоруков А. Ф. Селекция мягкой озимой пшеницы на засухоустойчивость в Среднем Поволжье / Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук.– 2004.–№2.–С.50-51.
5. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Т.1.Сорта Растений.–М., 2015.–С.5-10.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур.–М.: Колос, 1985. Вып.1.–267 с.