Влияние агроэкологических факторов на реализацию продуктивных качеств тритикале

Размещено на http://www.allbest.ru/

Влияние агроэкологических факторов на реализацию продуктивных качеств тритикале в условиях Среднего Приамурья

Т.А. Асеева, К.В. Зенкина

С целью получения сортов зерновых культур, устойчивых к биотическим и абиотическим стрессорам зоны Дальневосточного региона, исследовано влияние гидротермических условий на формирование продуктивности тритикале -- гибридного сельскохозяйственного злака зернового и кормового назначения -- различного происхождения. Выделены источники хозяйственно ценных признаков для дальнейшего использования в селекции зернофуражных культур. Установлены корреляционные зависимости между урожайностью сортов тритикале и параметрами факторов окружающей среды: суммой температур приземного слоя воздуха и количеством выпавших осадков. Лучшие по хозяйственно полезным признакам образцы тритикале признаны перспективными и вовлечены в селекционный процесс в качестве родительских форм.

Ключевые слова: мировая коллекция, сорта, тритикале, вегетационный период, устойчивость, продуктивность, погодно-климатические факторы, корреляционные связи, селекция, Среднее Приамурье.

Influence of climatic conditions on triticale productivity of the Middle Priamurye Region.

T.A. ASEEVA, K.V. ZENKINA (Far Eastern Agricultural Research Institute, Khabarovsk Krai, Vostochnoe village).

To obtain the varieties of grain crops, stable to biotic and abiotic stress factors of the Far-East region zone, we studied the weather and climate factors of the environment on the formation of the productivity of triticale -- a hybrid of cereals and animal-feed cereals of various origins. Sources of agronomic characters for further usage in selection of fodder-drain crops have been selected. We studied the relationship between yield of triticale and parameters of environmental factors: sum of air temperatures and precipitation amount. The best triticale samples on economic traits were recognized as promising source material and were involved in the breeding process as parent forms.

Key words: world collection, varieties, triticale, vegetation period, sustainability, productivity, weather and climatic factors, correlation bonds, breeding, Middle Priamurye.

Введение

Климат российского Дальнего Востока, в том числе Хабаровского края, резко отличается от климата основных земледельческих районов Российской Федерации и сопредельных государств. По комплексу почвенно-климатических факторов Среднее Приамурье относится к зоне рискованного земледелия. Весна здесь во всех районах поздняя, затяжная и холодная. Осадков в весенний и раннелетний периоды, как правило, не хватает. Вторая половина лета, наоборот, изобилует теплом и осадками, влажность приземного слоя воздуха достигает 100 %. Такие условия в период созревания зерновых колосовых культур способствуют массовому распространению болезней, в том числе пыльной головни, фузариоза, темно-бурой пятнистости и других [2]. Все это отрицательно сказывается на реализации генетического потенциала продуктивности, особенно у сортов инорайонной и зарубежной селекции, которые не выдерживают переувлажнения и высокой инфекционной нагрузки [1].

В структуре посевных площадей Хабаровского края зерновые культуры занимают 15,5 %. Особое значение в экстремальных условиях выращивания приобретает способность сортов и гибридов противостоять действию абиотических и биотических стрессоров окружающей среды [5]. На современном этапе селекционных исследований сортов и новых линий зерновых культур большое внимание уделяется стабильности формирования продуктивности и их экологической пластичности [6]. Тритикале, в сравнении с другими злаками, выделяется более высокой экологической пластичностью. Благодаря сочетанию таких важных признаков родителей, как многоколосковость ржи и многоцветковость пшеницы, тритикале обладает высокими потенциальными возможностями в повышении продуктивности [4] и является реальным претендентом на роль третьего хлебного растения в нашей стране после пшеницы и ржи [10].

В связи с этим цель исследований - изучить влияние погодно-климатических факторов Среднего Приамурья на реализацию продуктивных качеств сортов и гибридов тритикале различного эколого-географического происхождения. селекция зернофуражная культура тритикале

Материалы и методы

Исследования проводились в 2015-2017 гг.

Посевы тритикале размещались в селекционном севообороте после пара. Агротехника возделывания - общепринятая для зерновых культур в условиях Среднего Приамурья. В качестве исходного материала были взяты 40 сортообразцов тритикале из мировой коллекции ВИР, созданных в различных эколого-географических зонах. Образцы высевались на делянках площадью 4 м² сеялкой ССФК-7М. Стандарты - районированный в зоне сорт пшеницы Хабаровчанка селекции Дальневосточного научно-исследовательского института сельского хозяйства и первый сорт тритикале Укро, включенный в реестр Госсорт- комиссии и рекомендованный для возделывания в Дальневосточном регионе, высевали через девять номеров. Полевые наблюдения и учеты проводились согласно Международному классификатору СЭВ рода Triticum L. [8] и Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [9]. Учет урожая проводили методом поделяночного сплошного обмолота комбайном «Хеге-125» с последующим взвешиванием и приведением к стандартной влажности и чистоте. Данные об урожае обрабатывали методом дисперсионного анализа [3].

Результаты и обсуждение

Резко различающиеся гидротермические условия периодов вегетации тритикале в годы исследований позволили с высоким уровнем достоверности оценить их влияние на рост, развитие и формирование структурных показателей урожая в условиях Среднего Приамурья и установить степень зависимости урожайности от условий окружающей среды.

В 2015 и 2016 гг. из-за сильного переувлажнения почвы посев провели в конце второй - начале третьей декады мая, в 2017 г. - в оптимальные сроки, 21 апреля.

Характерными чертами метеорологических условий в последние годы являются недобор тепла в июне с резкой амплитудой колебания дневных и ночных температур приземного слоя воздуха и дождливая ливневая погода (см. рисунок).

В зависимости от гидротермических условий период вегетации длится 79-115 дней (табл. 1). При благоприятных условиях окружающей среды он наиболее короткий у сортов Ульяна, Золотой гребешок, Виктория, Узор, ЗГ 186, при ухудшении условий произрастания увеличивается на 21-29 дней. Только у сорта Обериг харьковский вегетационный период был таким же, как у стандартного сорта пшеницы Хабаровчанка, и в наименьшей степени удлинялся при неблагоприятных условиях среды.

Характеристика гидротермических условий в годы исследований. 1-3 - сумма температур: 1 - 2015 г., 2 - 2016 г., 3 - 2017 г.; 4-6- сумма осадков: 4 - 2015 г., 5 - 2016 г., 6- 2017 г.

При оптимальной обеспеченности теплом и влагой в основные периоды роста и развития сортообразцы тритикале превосходили по урожайности стандартный сорт яровой пшеницы Хабаровчанка на 1,3-15,9 ц/га, стандартный сорт тритикале Укро на 2,0-18,7 ц/га. Максимальный потенциал урожайности в этих условиях отмечен у сортообразцов Sandio, Ровня, Лана, Узор, Лосиновске.

При отклонении условий внешней среды в ту или иную сторону от оптимума урожайность снижается у всех изучаемых сортообразцов и в большей степени - у обладающих высоким потенциалом, что указывает на их более низкую адаптивность. Так, урожайность сортообразцов Sandio, Ровня, Лана, Узор, Лосиновске оказалась ниже потенциальной на 46,5-62,9 % от (табл. 1).

Таблица 1

Потенциальная продуктивность и экологическая устойчивость сортообразцов тритикале

*В течение длительного периода наблюдений.

Наибольшую устойчивость в неблагоприятных условиях среды и наибольшие по сравнению с максимально возможными урожаи - 80,2 % имеют сортообразцы Виктория из Украины и Ульяна из Белоруссии, 72,8 % - Скорый из России. Большинство сортообразцов обладает достаточно низкой относительной устойчивостью: урожайность менее 65,0 % от потенциальной.

Для оценки основных компонентов адаптивного потенциала, на основе которых изучают такие свойства, как зависимость урожая возделываемых культур от факторов внешней среды, наиболее широко применяют статистический анализ. Проведенный нами расчет корреляционных зависимостей урожая от гидротермических условий в отдельные периоды вегетации сортообразцов ярового тритикале и яровой пшеницы свидетельствует о высокой степени зависимости (табл. 2). При этом установлено, что потребности в тепле и влаге в отдельные периоды вегетации у яровой пшеницы и ярового тритикале диаметрально противоположны. Так, в период кущение-колошение как высокие температуры приземного слоя воздуха, так и обильные осадки снижают урожайность сортообразцов тритикале, ухудшая условия для опыления. У растений яровой пшеницы, наоборот, потребность в тепле в этот период выше, чем у тритикале. В период формирования и налива зерна растениям тритикале нужны высокие температуры приземного слоя воздуха и достаточная вла- гообеспеченность, но эти же условия отрицательно сказываются на формировании урожая растениями яровой пшеницы.

Совместное влияние погодных факторов на урожай оценивается индексом множественной корреляции. Урожай ярового тритикале находится в тесной зависимости от погодных условий, о чем свидетельствует множественный коэффициент корреляции (R), характеризующий тесноту линейной связи между одной переменной и совокупностью других (R = 0,775).

Таким образом, в условиях Среднего Приамурья урожайность зерна в среднем на 60 % (коэффициент детерминации х 100 %) определяется гидротермическими условиями периода вегетации. Коэффициент детерминации (R² = 0,60) статистически значим, и уравнение регрессии статистически надежно. Стандартизированная форма уравнения регрессии имеет вид:

T_y = 0,237x₁ + 1,45x2 - 0,574x3 + 0,967x4 + 0,612x5 - 0,256x6 - 0,0657x7, где x₁ - сумма температур воздуха в фазу кущение-колошение, х₂ - сумма температур воздуха в фазу колошение-спелость, х₃ - сумма температур воздуха за весь вегетационный период, х₄ - сумма осадков в фазу кущение-колошение, х₅ - сумма осадков в фазу колошение-спелость, х₆ - сумма осадков за вегетационный период, х₇ - гидротермический коэффициент.

Из уравнения регрессии следует, что из гидротермических условий основная роль в повышении урожайности тритикале принадлежит обеспеченности посевов теплом в период колошение-спелость (коэффициент регрессии равен 1,45) и влагой в период кущение-колошение (0,967).

Уровень урожайности определяется структурными элементами продуктивности, к которым относятся длина колоса, число колосков и зерен в колосе и масса 1000 зерен. Число зерен в колосе - наиболее важный компонент продуктивности и зависит от фертильности цветков и числа колосков.

По числу колосков в колосе лидируют сорта Память Мережко и Виктория, однако наибольшее количество зерен в колосе имели сортообразцы Кобзар и AC Certa (табл. 3). Масса 1000 зерен у всех изучаемых сортообразцов была ниже, чем у стандартного сорта Укро. У сорта Ровня отмечены наибольшая крупность зерна и масса зерна с колоса.

Элементы продуктивности яровой и озимой пшеницы при использовании в качестве предшественника сортов сои разных групп спелости

Биохимические показатели зерна яровой и озимой пшеницы при использовании в качестве предшественника сортов сои разных групп спелости

Таблица 2

Примечание. Множественный коэффициент корреляции 0,775, коэффициент детерминации 0,600. ГТК - гидротермический коэффициент.

Корреляционная зависимость (коэффициент корреляции Пирсона) между урожайностью тритикале и гидротермическими условиями по периодам вегетации

Таблица 3

Элементы продуктивности сортообразцов тритикале

Примечание. V - коэффициент вариации; x - среднее значение.

Коэффициент множественной корреляции структурных элементов продуктивности, гидротермических условий и данных об урожае свидетельствует о несущественной

взаимосвязи (0,525), коэффициент детерминации (0,276) статистически незначим, и уравнение регрессии ненадежно.

Среднее Приамурье характеризуется крайне высоким инфекционным фоном. Грибковые заболевания являются наиболее вредоносными и опасными, они вызывают снижение урожая и ухудшение посевных качеств семян. Нами отмечено, что заражение фузарио- зом колоса происходит в том случае, если в фазу цветения тритикале сохраняется высокая влажность приземного слоя воздуха, что подтверждается расчетом множественной корреляционной зависимости между гидротермическими факторами и устойчивостью к болезням (множественный коэффициент равен 0,607). Из гидротермических факторов наибольшее прямое воздействие на развитие фузариоза оказывает количество осадков в фазу кущение-колошение (г = 0,454). Сорта Память Мережко, AC Certa и Sandio обладают средней устойчивостью к фузариозу, остальные сортообразцы более восприимчивы к заболеванию.

Из всех болезней тритикале наибольшее беспокойство вызывает его восприимчивость к спорынье. Примесь более 5 % спорыньи делает зерно непригодным ни для питания, ни для скармливания животным [7]. При избыточном увлажнении в период цветения, которое наблюдалось в 2017 г., сорта Укро, ЗГ 186 и Sandio были поражены спорыньей.

Заключение