Корреляционные связи урожайности яровой пшеницы с показателями качества зерна и элементами продуктивности растений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Корреляционные связи урожайности яровой пшеницы с показателями качества зерна и элементами продуктивности растений

Одной из основных задач для аграриев Самарской области на ближайшую перспективу является обеспечение производства зерна на уровне 4-5 млн. тонн в год. Сильная контрастность погодных условий по годам и частое повторение засух, а также периодические эпифитотии болезней и вредителей приводят к снижению в 2-3 раза валового сбора зерна и ухудшению его качества, поэтому вопрос обеспечения стабильности урожаев зерна в регионе продолжает оставаться крайне важным и актуальным [1].

В то же время необходимо отметить, что для регионов с ярко выраженными контрастными погодными условиями селекция зерновых культур должна иметь и ярко выраженную адаптивную направленность. Перед селекционерами региона остро стоит проблема по созданию и внедрению в сельскохозяйственное производство новых адаптивных сортов, сочетающих высокую урожайность зерна, засухоустойчивость, устойчивость к абиотическим и биотическим стрессовым факторам среды со стабильно высокими показателями качества зерна [2, 3]. Создание таких экологически пластичных сортов зерновых культур остается одной из важнейших задач в селекции на ближайшую перспективу и завершающим этапом селекционного процесса [4].

Главным критерием адаптивности отбираемых генотипов в селекционном процессе служит уровень их урожайности в различных агроклиматических условиях среды [5]. При создании сортов селекционер должен учитывать, прежде всего, экологические условия зоны возделывания будущего сорта и те селекционно-ценные признаки, которые лимитируют урожайность сорта в данном регионе [6]. При этом, чем оптимальнее в будущем сорте будут сочетаться самые важные признаки, тем большую селекционную ценность будет иметь новый сорт [7].

Для быстрого и эффективного создания адаптированных к местным условиям региона сортов с высокой продуктивностью и качеством зерна необходим новый селекционный материал, сочетающий комплексную устойчивость к меняющимся по годам стрессовым факторам среды, а также новые научные средства и инструменты, которые позволят значительно сократить сроки создания новых сортов. Всестороннее изучение нового селекционного материала, корреляционных взаимосвязей между урожайностью, показателями качества зерна и основными хозяйственно-ценными признаками растений является неотъемлемой частью при создании высокоурожайных и адаптированных сортов, способных противостоять самым экстремальным условиям в период вегетации, и создает возможность для разработки научных основ отбора [8, 9].

Цель исследований заключалась в получении экспериментальных и аналитических данных для усовершенствования элементов технологии создания сортов яровой пшеницы по результатам корреляционных анализов зависимости урожайности сортов от основных элементов продуктивности растений и показателей качества зерна в различных условиях вегетации растений и агротехнических фонов. Апробация элементов технологии и получение нового селекционного материала с высокой потенциальной продуктивностью, высоким качеством зерна и устойчивостью к стрессовым факторам, отвечающего современным требованиям науки и производства.

Материалы и методы исследований

Полевые опыты проводились в 2011-2017 гг. на полях селекционного севооборота ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Исследования выполнялись на базе лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы с использованием селекционных сеялок и комбайнов, лабораторного и компьютерного оборудования. Оценка показателей качества зерна проводилась в технологической лаборатории и аналитической лаборатории зерна, кормов и почвы с использованием современного научного оборудования: Infratec 1241, Alveograph NG, Farinograph E, ИДК-3М и др. Исследования выполнялись по общепринятым методикам.

В качестве исходного материала использовались 36 сортов мягкой яровой пшеницы конкурсного испытания селекции ФГБНУ «Поволжский НИИСС», учетная площадь делянок 25,5 м², повторность четырехкратная; опыты с прикорневыми подкормками азотными удобрениями (N₁₂₀ N₁₅₀) в фазу кущения, учетная площадь делянок 50 м², повторность четырехкратная.

Математическая обработка полученных данных проводилась методом корреляционного анализа с использованием пакетов прикладных программ «Agros», «Stat» и компьютерной программы «Excel».

Результаты исследования и их обсуждение

В целях изучения и последующего выделения источников продуктивности и качества зерна в 2011-2017 годах была проведена оценка селекционного материала мягкой яровой пшеницы, созданного в лаборатории за последние годы, по комплексу основных хозяйственно-ценных признаков и элементам продуктивности растений. Также регулярно осуществляется работа по подбору и изучению нового исходного материала, что позволяет отобрать ценные в селекционном плане образцы и использовать их в программах скрещиваний, что значительно ускоряет создание сортов с заданными свойствами [10]. За годы исследований получен новый гибридный материал с использованием в качестве родительских форм в скрещиваниях перспективных сортов и линий селекции института, а также лучших коллекционных образцов отечественной и зарубежной селекции, отличающихся высокой продуктивностью, качеством зерна и комплексной устойчивостью к патогенам. За период исследований (2011-2017 гг.) было создано 1097 новых комбинаций скрещиваний, получено более 20 тыс. гибридных зерен.

Для усовершенствования существующих элементов технологии создания новых сортов мягкой яровой пшеницы и методов отбора растений нами был проведен корреляционный анализ зависимости урожайности сортов от основных элементов продуктивности растений и показателей качества зерна для условий Средневолжского региона. Многие из этих признаков трудно совместимы и связаны отрицательной корреляционной связью между собой. Для анализа взаимосвязей были взяты данные, полученные на сортах конкурсного сортоиспытания за 2011-2017 гг.

В селекционной работе по созданию сортов важно определить роль отдельных элементов продуктивности растений и выявить их вклад в урожайность зерна. По результатам анализа за годы исследований установлена тесная корреляционная связь между продуктивной кустистостью растений и массой зерна с растения (r = 0,38-0,84), а также числом зерен с растения (r = 0,63-0,78). Данная связь свидетельствует о целесообразности отбора продуктивных форм растений и является важным фактором в работе селекционера. Урожайность зерна в разрезе 2015 года имела положительную корреляционную зависимость от таких показателей, как число зерен с растения (r = 0,64, достоверная зависимость на 1% уровне) и масса зерна с растения (r = 0,67, на 1% уровне). В сложившихся агроклиматических условиях 2016 года отмечена положительная зависимость (r = 0,40, значимо на 5% уровне) между урожайностью зерна и высотой растений.

Между показателями «содержание белка в зерне» и «урожайность зерна за годы исследований» были установлены значимые на 1% уровне отрицательные связи от r = -0,38 до r = -0,76, то есть формирование у сортов яровой пшеницы высокой вегетативной массы и, как следствие, высокой урожайности зачастую влияло на снижение содержания в зерне белка.

В разрезе отдельных лет, в частности, в условиях 2011-2013 гг., на увеличение урожайности зерна сортов яровой мягкой пшеницы определенное влияние оказывала натура зерна. Между данными показателями была отмечена положительная корреляционная связь (r = 0,42-0,63). В остальные годы значимой корреляционной зависимости между данными показателями не установлено. А в условиях 2015-2016 гг. отмечена отрицательная зависимость в интервале от -0,49 до -0,68 (значимо на 1% уровне) между показателями «натура зерна» и «содержание белка в зерне».

Сильная корреляционная связь (достоверно на 1% уровне) за годы исследований наблюдалась между содержанием белка и сырой клейковины в зерне: r = 0,41-0,86. По данным за 2015-2016 гг. получена положительная корреляционная зависимость в интервале от r = 0,59 (значимо на 5% уровне) до r = 0,75 (значимо на 1% уровне) между показателями «содержание клейковины» и «индекс деформации клейковины (ИДК)». Данная зависимость свидетельствует о том, что сорта с повышенным содержанием клейковины зачастую имели более высокие значения ИДК (выше 80 ед. шкалы прибора), что имеет отрицательное значение для создания сортов сильных пшениц с высокими качественными показателями.

Выявлена средняя зависимость показателя индекса деформации клейковины (ИДК) и массы 1000 зерен: r = 0,48-0,51 (значимо на 1% уровне). Зависимость говорит о том, что сорта яровой пшеницы с наиболее крупным зерном имеют более высокие значения ИДК. Однако это служит отрицательным признаком (при значениях выше 80 ед. шкалы прибора) при создании сортов сильных пшениц. Исключение составили условия 2011 года (r = -0,12 - несущественная отрицательная зависимость) и условия 2016 года (r = 0,14 - несущественная положительная зависимость).

В 2017 году проведен анализ корреляционных взаимосвязей признаков на фоне прикорневой подкормки высокими дозами азотных удобрений. Установлена тесная корреляционная связь между урожайностью и количеством продуктивных стеблей с м², коэффициент корреляции составил r = 0,87 (достоверно на 1% уровне). Сильная корреляционная связь выявлена между урожайностью сорта и длиной колоса (r = 0,95, достоверно на 1% уровне), а также числом зерен в колосе (r = 0,91, достоверно на 1% уровне) и массой зерна с колоса (r = 0,87, достоверно на 1% уровне). Полученная зависимость свидетельствует о том, что отбор селекционного материала по колосу целесообразен при создании высокого агротехнического фона. Как и в исследованиях без применения удобрений, между урожайностью и содержанием белка в зерне установлена тесная отрицательная связь: r = -0,95 (достоверно на 1% уровне), причем на фоне применения удобрений данная зависимость оказалась сильнее. Также отрицательные корреляционные связи наблюдались между урожайностью и содержанием клейковины в зерне (r = -0,83, достоверно на 5% уровне) и индексом деформации клейковины (r = -0,79, достоверно на 5% уровне). В исследованиях с применением азотных удобрений прослеживалась сильная положительная зависимость между высотой растений и урожайностью зерна, коэффициент корреляции данных признаков составил r = 0,95, значимо на 1% уровне.

Анализ корреляционных взаимосвязей за длительный период с использованием различных агрофонов позволил определить главные критерии при проведении отборов в селекции яровой мягкой пшеницы на продуктивность и высокое качество зерна в агроклиматических условиях Средневолжского региона. Полученные данные рекомендованы для использования в селекционном процессе и в исследованиях по усовершенствованию элементов технологии создания новых сортов с высокой потенциальной продуктивностью и высоким качеством зерна.

Список использованных источников

яровой пшеница гибридный селекционный

1. Кинчаров А.И. Научные методы повышения и стабилизации урожайности и качества продукции сельскохозяйственных культур в засушливых регионах // Сборник Материалов Международной научно-практической конференции «Научно обоснованные системы повышения продуктивности и качества зерновых и кормовых культур в засушливых регионах». - Казань. - 2016. - С. 73-79.

2. Дёмина Е.А., Муллаянова О.С., Третьякова С.В., Чекмасова К.Ю. Сортовой потенциал яровой мягкой пшеницы селекции Поволжского НИИСС // Успехи современной науки. - 2016, №12, т. 11. - С. 19-22.

3. Столпивская Е.В., Акимов И.Е. Результаты селекционной работы по яровому ячменю в Поволжском НИИСС // Сборник Материалов Международной научно-практической конференции «Научно обоснованные системы повышения продуктивности и качества зерновых и кормовых культур в засушливых регионах». - Казань. - 2016. - С. 37-40.

4. Дёмина Е.А., Кинчаров А.И. Селекция яровой мягкой пшеницы на устойчивость к стрессовым факторам среды в Поволжском НИИСС и её перспективы // Сборник Материалов Международной научно-практической конференции «Научно обоснованные системы повышения продуктивности и качества зерновых и кормовых культур в засушливых регионах». - Казань. - 2016. - С. 66-73.

5. Алабушев А.В. Адаптивный потенциал сортов зерновых культур // Зернобобовые и крупяные культуры. - 2013, №2 (6). - С. 47-51.

6. Долгалев М.П., Крючков А.Г. Зависимость урожайности сортов яровой мягкой пшеницы от хозяйственно-ценных биологических признаков // Вестник ОГУ. - 2003, №1. - С. 74-79.

7. Марченко Д.М. Взаимосвязи между урожайностью и элементами ее структуры у сортов мягкой озимой пшеницы // Научный журнал КубГАУ. - 2011, №68 (04). - С. 1-12.

8. Дёмина Е.А., Кинчаров А.И. Зависимость урожайности сортов яровой пшеницы от основных элементов продуктивности растений и качества зерна // Успехи современной науки и образования. - 2016, №10, т. 5. - С. 20-23.

9. Бишарёв А.А., Горянина Т.А. Направления и итоги селекционной работы по озимой ржи в Самарском НИИСХ // Известия Самарского научного центра РАН. - 2014, т. 16, №5 (3). - С. 1112-1116.

10. Дёмина Е.А., Кинчаров А.И., Муллаянова О.С. Оценка исходного материала яровой мягкой пшеницы на устойчивость к патогенам // Успехи современной науки. - 2016, №10, т. 5. - С. 120-123.

Размещено на Allbest.ru