Оценка засухоустойчивости сортов ярового овса в условиях лесостепи Западной Сибири

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья

на тему: Оценка засухоустойчивости сортов ярового овса в условиях лесостепи Западной Сибири

Выполнил:

Пакуль В.Н.

В статье представлены результаты селекционной работы по оценке реакции исходных генотипов ярового овса на условия формирования урожайности в северной лесостепи Западной Сибири. Дана оценка по параметрам и индексам засухоустойчивости коллекционным образцам ярового овса: средней урожайности МР, выносливости Tol, агрономической засухоустойчивости Аз, полевой засухоустойчивости Пз, геометрической средней урожайности - GMP, индексу толерантности стресса - STI, индексу восприимчивости стресса - SSI. Установлено, что идентифицировать высокоурожайные генотипы в засушливых и благоприятных условиях способны такие критерии как индекс толерантности стресса - STI и геометрическая средняя урожайность - GMP. По данным критериям выделены генотипы ярового овса: Креол (Кемерово), Экспресс (Хабаровск), 86АВ388 (США), CDC Bell (Канада).

Ключевые слова: яровой овёс, генотип, критерии оценки, засухоустойчивость.

Results of selection work on assessment of reaction of initial genotypes of summer oats to conditions of formation of productivity in the northern forest-steppe of Western Siberia are presented in article. An assessment in parameters and indexes of drought resistance is given to collection samples of summer oats: average productivity of MR, endurance of Tol, agronomical drought resistance of Az, field drought resistance of Pz, geometrical average productivity - GMP, to an index of tolerance of a stress - STI, to a stress susceptibility index - SSI. It is established that such criteria as an index of tolerance of a stress - STI and geometrical average productivity - GMP are capable to identify high-yielding genotypes in droughty and favorable conditions. By these criteria genotypes of summer oats are allocated: Creole (Kemerovo), Express (Khabarovsk), 86AB388 (USA), CDC Bell (Canada).

Keywords: summer oats, genotype, evaluation criteria, drought resistance.

Условия Западной Сибири характеризуются практически ежегодно весенне-летними засухами, от жёсткой до менее интенсивной. Отрицательное действие абиотических факторов среды можно существенно снизить в результате расширения мофобиотипного разнообразия сортов ярового овса и повышения адаптивного потенциала, со специфическими свойствами: засухо-и жаростойкостью, отзывчивостью на благоприятные условия. Для успешного решения данной селекционной задачи необходимо иметь результаты оценки реакции исходных генотипов на параметры внешних условий, что определяет актуальность проводимых исследований.

Цель исследований - дать оценку по засухоустойчивости коллекционным образцам ярового овса по средней урожайности - МР, выносливости -Tol, геометрической средней урожайности - GMP, индексу толерантности стресса - STI, восприимчивости стресса - SSI, агрономической засухоустойчивости - Аз, полевой засухоустойчивости - Пз.

Исследования проведены в северной лесостепи Западной Сибири, изучено 143 образца ярового овса из коллекции ВИР.

Засухоустойчивыми в широком смысле этого слова, считает П.А. Генкель, называются растения, способные в процессе онтогенеза адаптироваться к перенесению хотя бы кратковременного водного дефицита и перегрева и обнаруживать в этих условиях сравнительно высокий уровень своей продуктивности [1].

На любой стресс-фактор растительный организм отвечает спектром защитно-приспособительных реакций, состоящих как из общих (неспецифических), так и специфических процессов [2].

Засухоустойчивость в более широком агрономическом плане определяют способностью сорта дать наибольшую по сравнению с другими сортами урожайность в условиях засухи, что зависит не только от устойчивости в узком физиологическом понимании, но и от уровня потенциальной продуктивности сорта [3, 4].

По результатам проведённых исследований выделено пять образцов ярового овса в годы недостаточным количеством влаги с наиболее высокой продуктивностью: Robert (Канада) - 107,0 г/м², Экспресс (Хабаровск) - 121,5 г/м², Талисман (Тюмень) - 136,5 г/м², 86АВ388 (США) - 143,5 г/м², CDC Bell (Канада) - 166,5 г/м², средняя урожайность по питомнику - 101,1 г/м² (таблица 1). За годы с более высокой урожайностью на уровне и выше средней по питомнику (129,8 г/м²) выделены образцы: Melys (Великобритания), Экспресс (Хабаровск) - 130,6 г/м², IL86-6404(США) - 131 г/м², ALL (Германия) - 141,5 г/м², Татарский 2 (Омск) - 152,0 г/м², Креол (Кемерово) - 181,5 г/м².

Условия влагообеспеченности и температурного режима в годы исследований имели значительные различия, доля влияния фактора - среда на урожайность ярового овса составила 24,1%, генотипа - 5,8%. Поэтому для комплексной оценки необходимо использовать не только показатели продуктивности, но и по устойчивости генотипов к стрессовым факторам.

Таблица 1 - Оценка по засухоустойчивости образцов ярового овса

Многие зарубежные учёные, проводя оценку по засухоустойчивости, для эффективности используют разнообразные индексы [5, 6, 7].

Урожайность и индексы засухоустойчивости рассматриваются в таблице 1, которые оценивают разные стороны устойчивости сортов к недостатку влаги, поэтому полного соответствия между ними быть не может.

В средах, где частота проявления засух достаточно велика, решающее значение имеет агрономическая засухоустойчивость сорта, а все показатели, основанные на оценке снижения потенциальной урожайности, нужно использовать с осторожностью, так как сорт может характеризоваться низкой урожайностью в благоприятных условиях [8].

Так сорта ярового овса Омихо (Санкт-Петербург), Robert (Канада) имеют относительно невысокую урожайность во всех средах, но согласна индекса восприимчивости стресса - SSI (0,28 и 0,48) должны характеризоваться как засухоустойчивые. Близким значением индекса восприимчивости стресса обладает сорт Экспресс (Хабаровск) - 0,33, но при этом имеет в засушливые годы урожайность выше, чем средний показатель по всем сортам. Также сорт Экспресс по значению индекса толерантности стресса - STI (1,20), полевой засухоустойчивости необходимо отнести к генотипу с повышенной засухоустойчивостью.

Образцы ярового овса 86АВ388 (США), CDC Bell (Канада) имеют не только высокие показатели агрономической засухоустойчивости (Аз), но и индекс толерантности к стрессу (STI) - 1,27 и 1,59 соответственно.

Индекс толерантности стресса, имеет тесную взаимосвязь, как в благоприятные, так и в засушливые годы со средней урожайностью - МР и геометрической средней урожайностью - GMP, r = 0,977*-0,998* (таблицы 2, 3).

В условиях существенного недостатка влаги урожайность ярового овса имеет тесную взаимосвязь со средней урожайностью - МР и геометрической средней урожайностью - GMP, индексом толерантности стресса - STI, r = 0,715*-0,798*. засухоустойчивости яровой овес лесостепь

Таблица 2 - Взаимосвязь урожайности ярового овса с показателями засухоустойчивости в неблагоприятных условиях

* - здесь и далее по тексту, значения коэффициента корреляции выше порога достоверности

В благоприятных условиях формирования урожайности ярового овса данные взаимосвязи значительно снижаются, r = 0,281-0,392, но при этом высокая сопряжённость его продуктивности с индексом восприимчивости стресса - SSI, r = 0,673* и выносливости -Tol, r = 0,761* (таблица 3).

Таблица 3 - Взаимосвязь урожайности ярового овса с показателями засухоустойчивости в благоприятных условиях

Высокая сопряжённость урожайности сортов ярового овса с выносливостью в благоприятные годы, говорит о том, что высокопродуктивные сорта с высокой потенциальной урожайностью, резко её снижают при засухе.

G.C.J. Fernandez считает, что оптимальный селекционный критерий должен отделять высокоурожайные в засушливых и благоприятных условиях генотипы от всех изучаемых сортов. Он пришёл к выводу, что средняя урожайность МР, индекс восприимчивости стресса SSI и выносливость не способны идентифицировать такие генотипы, а индекс устойчивости к стрессу STI лучше других критериев справляется с этой задачей [9].

Исследования проведённые в условиях северной лесостепи Западной Сибири показали, что наиболее эффективными критериями для оценки сортов ярового овса по засухоустойчивости являются индекс устойчивости к стрессу STI и геометрическая средняя урожайность GMP. По данным критериям выделены высокоурожайные генотипы ярового овса, как в засушливых условиях, так и в благоприятных: Креол (Кемерово), Экспресс (Хабаровск), 86АВ388 (США), CDC Bell (Канада).

Таким образом, для создания сортов с высокими адаптивными свойствами выделены высокоурожайные генотипы ярового овса, характеризующиеся повышенной засухоустойчивостью на основе критериев оценки: индекс устойчивости к стрессу STI и геометрическая средняя урожайность GMP.

Литература

1. Генкель П.А. Физиология жаро- и засухоустойчивости растений. - М.: Наука. - 1982. - 279 с.

2. Зялалов А.А., Ионенко И.Ф. Механизм адаптации водного обмена растений к условиям водного дефицита и засухи // Сельскохозяйственная биология. - 1994. - № 5. - С. 12-20.

3. Кожушко Н.Н. О степени пригодности лабораторных методов оценки засухоустойчивости // Вестник сельскохозяйственной науки. - 1974. - № 9. - С. 102-107.

4. Кожушко Н.Н., Волкова А.М., Удачин Р.А., Удовенко Г.В. Изучение засухоустойчивости коллекционных образцов яровой пшеницы лабораторными методами // Сельскохозяйственная биология. - 1977. - Т. 12. - № 4. - С. 529-533.

5. Saba J. Moghaddam M., Ghassemi K., Nishabouri M.R. Genetic Properties of Drought Resistance Indices // J. Agric. Sci. Technol/ - 2001. - Vol. 3: 43-49.

6. Farshadfar E., Sutka J. Multivariate analysis of drought tolerance in wheat substitution lines // Cereal Research communications. - 2003. Vol. 31. No.1/2/ - pp. 33-40.

7. Golabadi M., Arzani A., Maibody S.A.M. Mirmohammadi. Assessment of Drought Tolerance in Segregating Populations in Durum Wheat // African Journal of Agricultural Research Vol. 1 (5), Dezember. - 2006.. pp. 162-171.

8. Лепехов С.Б. некоторые принципы селекции яровой мягкой пшеницы на засухоустойчивость и урожайность в Алтайском крае. Барнаул. - 2015. -150 с.

9. Fernandez G.C.J. Effective Selection Criteria for Assessing Plant Stress Tolerance / G.C.J. Fernandez. In «Adaptation of Food Crops to Temperature and Water Stress Tolerance». Proc. of an Internat. Symp. (Ed): C.G. Kuo, Asian Vegetable research and Development Center: Taiwan. - 1992. - РР. 257-270.

Размещено на Allbest.ru