Адаптивность сортов озимой тритикале по признаку масса 1000 зерен в условиях среднего Урала

Научная статья УДК 633.112.9:

Введение. Не смотря на полуторавековую историю, тритикале пока остаётся мало изученной зерновой культурой для многих регионов России. Поэтому её распространение, особенно в зонах рискованного земледелия, куда относится Средний Урал, значительно затруднено. Чтобы улучшить ситуацию, требуется изучать поведение сортов в разных почвенно-климатических условиях для выявления наиболее адаптированных. Это необходимо для успешной селекции местных сортов.

Одним из важных показателей, который влияет на урожайность зерна через запас питательных веществ, всхожесть и жизнеспособность семян, является масса 1000 зерен [1]. Во многих исследованиях отмечается, что сорта, у которых зерно более крупное и хорошо выполненное, значительно устойчивее к стрессам и лучше адаптируются к изменениям температурного режима и влагообеспеченности [2; 3]. Дефицит продуктивной влаги и высокие температуры во время налива зерна существенно уменьшают его крупность [4; 5].

Масса 1000 зерен – один из ключевых показателей структуры урожая. Этот параметр надежно отражает, как генотип реагирует на вариации условий среды в селекции на адаптивность и продуктивность. При этом он ограничен сортовыми характеристиками растения, длительностью его вегетации – то есть сортовой спецификой в комплексе с факторами среды. Изучение адаптивных свойств по данному показателю позволит наилучшим образом использовать генетический потенциал сорта в конкретных условиях произрастания для последующего создания сортов, наиболее пластичных в экстремальных почвенно-климатических условиях [6].

Цель исследований – провести оценку адаптивных свойств сортов озимой тритикале в коллекции по признаку масса 1000 зерен и выявить наиболее пластичные и крупнозёрные для последующего включения в селекционную программу.

Материалы и методы. Изучение проводили в 2022–2025 гг. на опытном участке Уральского НИИСХ. В качестве материала для исследования использовали 39 сортов озимой тритикале из коллекционного питомника. Стандартом являлся сорт озимой тритикале Башкирская короткостебельная. Предшественник – чистый пар. Опыт закладывали на делянках площадью 1 м², посев ручной, норма высева 500 семян на 1 м², междурядья 15 см, без повторности, стандарт размещали через 10 номеров. Сроки оптимальные для озимых зерновых, установленные для зоны Среднего Урала – последняя декада августа.

Массу 1000 зерен определяли соответственно ГОСТ 10842-89 (ИСО 520-77) [7]. Статистическую обработку данных осуществляли методом дисперсионного анализа по методике Р.А. Фишера в изложении Б.А. Доспехова [8], с помощью программ Microsoft Office Excel 2010 и надстройки к Excel для статистической оценки и анализа результатов полевых и лабораторных опытов AgCStat. Коэффициент вариации (V) по каждому сорту определяли по методике в изложении Б.А. Доспехова [8], индекс условий среды (Ij) и коэффициент линейной регрессии (bi) – по методике S.A. Eberhart, W.A. Russell в изложении В.А. Зыкина [9], гомео- статичность (Hom) – по методике В.В. Хангильдина и Н.А. Литвиненко [10], стрессоустойчивость (Ymin–Ymax) – по методике A.A. Rosielle, J. Hamblin в изложении А.А. Гончаренко [11]. Агрометеорологические данные взяты на сайте Архив погоды в Екатеринбурге [12].

Погодные условия в годы проведения исследований заметно контрастировали между собой по всем показателям (температура воздуха и влагообеспеченность), что позволило в полной мере оценить генетический потенциал сортов по исследуемому показателю. В 2022 г. в мае температурный режим был аналогичен среднемноголетнему, а сумма осадков на 46,5 % больше среднемноголетнего значения. В июне погода была прохладная и осадков на 48 % больше среднемноголетнего уровня. Этого запаса влаги хватило на период налива зерна в июле, так как было тепло, особенно во второй и третьей декадах (на 5 и 3,7 мм выше нормы), но засушливо (на 79,6 % меньше среднемноголетней).

В 2023 г. в конце мая было жарко (на 8 ℃ выше нормы) и сухо (на 98 % нормы). Среднесуточная температура воздуха в июне соответствовала среднемноголетнему показателю. Атмосферные осадки выпадали неравномерно – в основном в первой и третьей декадах. Всего зафиксировано 56 % от многолетнего значения. Первая половина июля выдалась наиболее жаркой (среднемесячная температура воздуха превысила норму на 2,7 ℃), а большая часть атмосферных осадков, практически равная среднемноголетнему показателю, пришлась на вторую половину месяца. Высокие температуры воздуха и резкий недостаток влаги в первой половине вегетации заметно ускорили прохождение фенофаз зерновых культур. ГТК за май – июль составил 0,76, что соответствует засушливым условиям вегетации растений.

В 2024 г. условия сложились резко противоположные предыдущим годам. Май был холодный (в среднем на 3 ℃ ниже нормы), июнь и начало июля тёплые (в среднем на 3 ℃ выше нормы). При этом количество осадков превысило средне- многолетние показатели в мае, июне и июле соответственно на 11, 101,5 и 54 мм.

В 2025 г. май и июнь по температуре на 2 градуса теплее нормы, а июль близок к норме. Влагообеспеченность в мае была на 35 % меньше нормы, в июне – на 28 %; но при этом осадки распределялись крайне неравномерно: в первой и третьей декадах крайне мало, а во второй декаде – на 100 % выше нормы. В июле за месяц сумма осадков была близка к норме, но в первой и второй декадах гораздо ниже среднемноголетних значений, а в третьей декаде – на 101 % больше нормы. ГТК периода активной вегетации (май, июнь, июль) в 2022 г. – 1,4 (достаточное увлажнение), 2023 г. – 0,8 (засушливо), 2024 г. – 2,6 (избыточное увлажнение) и 2025 г. – 1,1 (недостаточное увлажнение).

Результаты и обсуждение. В опыте исследовали 39 сортов озимой тритикале из коллекционного питомника. Представлены сорта как отечественной, так и зарубежной селекции.

Разнообразие погодных условий, как по годам, так и в течение вегетационного периода (резкие перепады температуры, чередование периодов засухи и переувлажнения), в зоне Среднего Урала в значительной мере повлияло на процесс формирования и налива зерна, следовательно, и отразилось на значении массы 1000 зерен. Для демонстрации адаптивных характеристик нами выбрано 20 сортов, у которых средняя масса 1000 зерен (за период исследований) была достоверно выше, чем у стандарта Башкирская короткостебельная, и выше среднего значения по опыту (табл. 1).

В течение четырёх лет изучения масса 1000 зерен у данных сортов изменялась от 42,9 до 57,5 г. Сорт Берекет (Кабардино-Балкария) выделился максимальным значением признака – 57,5 г. Анализируя показатель индекса условий среды (Ij), можно сделать вывод, что наиболее благоприятные условия для формирования зерна сложились в 2025 г. В этот год из 39 сортов коллекции 22 достоверно превысили стандарт по показателю массы 1000 зерен. Максимальный результат был отмечен у сорта Маркиян (Украина). Напротив, в 2024 г.

погодные условия оказались наименее благоприятны и негативно повлияли на массу 1000 зерен. Максимальное значение признака наблюдалось у сорта Тальва 100 (г. Липецк) – 55,2 г, лишь 11 сортов в этот год превысили стандарт по исследуемому показателю.

Согласно результатам двухфакторного дисперсионного анализа влияние фактора генотип на массу 1000 зерен оказалось превалирующим по сравнению с влиянием фактора погода. Значительным был и процент совместного взаимодействия факторов (табл. 2).

Таблица 1

Характеристика адаптивности сортов озимой тритикале по признаку масса 1000 зерен

Уральский НИИСХ, 2022–2025 гг.

Table 1

Characteristics of the adaptability of winter triticale varieties based on the thousand-grain weight trait

Ural Research Institute of Agriculture, 2022–2025

Сорт	Годы				Yi	± к стандарту, г
	2022	2023	2024	2025
Башкирская короткостебельная, st	45,9	40,9	42,1	42,9	42,9	-
Аграф	49,9	58,1	41,2	46,2	48,8	5,9
Валентин 90	59,2	55,9	51,0	56,9	55,8	12,8
Жнец	42,9	56,6	43,8	53,6	49,2	6,3
Виктор	56,9	48,0	44,4	50,7	49,9	7,0
Антей	43,9	52,1	45,9	52,7	48,7	5,7
Немчиновский 58	49,5	56,8	44,3	53,4	51,0	8,0
Гера	43,2	58,8	39,0	65,8	51,7	8,7
Пушкинский 95/4	49,0	48,9	43,8	53,9	48,9	5,9
Тальва 100	50,1	55,3	55,2	51,4	52,9	10,0
Капелла	48,2	53,3	48,3	53,3	50,8	7,8
Докучаевский 8	43,3	51,9	47,5	58,7	50,3	7,4
Рондо	58,1	47,1	48,2	49,2	50,6	7,7
Горка	50,7	51,7	43,2	43,9	47,4	4,4
Бета	58,5	43,5	48,4	47,3	49,4	6,5
Берекет	59,9	53,8	49,5	66,9	57,5	14,6
Белорусский 1223	45,2	52,8	44,9	58,7	50,4	7,4
Маркиян	52,9	53,8	46,2	67,6	55,2	12,2
Сувенир	54,7	54,6	45,3	43,9	49,6	6,7
Житница	60,9	51,2	38,1	50,2	50,1	7,1
Триггер	49,2	48,8	43,7	51,6	48,3	5,4
Yj	45,4	47,8	42,1	49,2	46,1	-
НСР 05	4,2	3,9	3,7	4,1	3,9	-
Ij	-0,68	1,71	-4,05	3,02	-	-

Примечание: Yi – средний показатель по сортам и Yj – по годам; Ij – индекс условий среды

Таблица 2

Результаты двухфакторного дисперсионного анализа взаимоотношений генотип/среда по признаку масса 1000 зерен озимого тритикале

Table 2

Results of a two-factor analysis of variance examining the interactions between genotype and environment for the thousand-grain weight trait in winter triticale

Источник вариации	Сумма квадратов	Степень свободы	Дисперсия	F		Влияние, %
				F факт	F таб095
Фактор A (погода)	11305,7	3	3768,6	191,6	2,6	8,7
Фактор B (сорт)	50368,2	38	1325,5	67,4	1,5	39,0
Взаимодействие AB	40061,3	114	351,4	17,9	1,2	31,0

У подавляющего большинства сортов масса 1000 зерен изменялась с существенной разницей по годам. Только сорта Башкирская короткостебельная, Валентин 90, Лидер и Билинда отличились небольшими изменениями исследуемого признака.

Показатель стрессоустойчивости является немаловажным при оценке адаптивности сортов. По результатам исследований установили, что наиболее стрессоустойчивыми оказались сорта Тальва 100, Капелла и стандарт Башкирская короткостебельная (табл. 3). Также следует отметить сорта Валентин 90, Антей, Горка (все из России) и Триггер (Германия). В противовес к ним, наиболее восприимчивыми к стрессу оказались сорта Гера (Немчи-новка), Маркиян и Житница (Украина).

Наибольший коэффициент вариации отмечен у сорта Никанор (Украина) – 35 %. Максимально малая вариабельность признака масса 1000 зерен в существенно изменяющихся условиях погоды наблюдалась у сорта отечественной селекции Лидер (Краснодар) – 2,5 %. Также небольшой изменчивостью выделились сорта Трибун (Ростов-на-Дону), стандартный сорт Башкирская короткостебельная, Билинда (Белогорка), Тальва 100 (Липецк), Капелла (Самара), Валентин 90 (Краснодар), Пушкинский 64/3 и Пушкинский 95/4 (Пушкин), Антей (Немчи-новка), Горка и Рондо (Воронеж). Коэффициент вариации у них находился в пределах от 3,2 до 9,9 %. А из 15 сортов ближнего и дальнего зарубежья выделились сорта Триггер (Германия) – 6,8 %, LT49/77 и LT142/75 (Польша) – соответственно 9,85 и 8,69 %.

Таблица 3

Параметры адаптивности сортов озимой тритикале по признаку масса 1000 зерен

Уральский НИИСХ, 2022–2025 гг.

Table 3

Adaptability parameters of winter triticale varieties based on thousand-grain weight

Ural Research Institute of Agriculture, 2022–2025

Сорт	Масса 1000 зерен, г		Стрессоустойчи-вость (min–max)	Коэффициент вариации (V), %	Гомеостатичность (Hom)	Пластичность (bi)
	min.	max.
Башкирская короткостебельная, st	40,9	45,9	-5,0	4,9	8,6	-0,07
Аграф	41,2	58,1	-16,9	14,6	3,3	1,32
Валентин 90	51,0	59,2	-8,2	6,2	9,0	0,71
Жнец	42,9	56,6	-13,6	13,9	3,5	1,79
Виктор	44,4	56,9	-12,5	10,6	4,7	0,58
Антей	43,9	52,7	-8,7	8,9	5,4	1,11
Немчиновский 58	44,3	56,8	-12,5	10,5	4,8	1,57
Гера	39,0	65,8	-26,7	24,5	2,1	3,86
Пушкинский 95/4	43,8	53,9	-10,1	8,4	5,8	1,23
Тальва 100	50,1	55,3	-5,2	5,0	10,6	-0,28
Капелла	48,2	53,3	-5,2	5,8	8,8	0,82
Докучаевский 8	43,3	58,7	-15,4	13,0	3,9	1,52
Рондо	58,1	47,1	-10,9	9,9	5,1	-0,20
Горка	43,2	51,7	-8,5	9,4	5,1	0,39
Бета	43,5	58,5	-14,9	12,9	3,8	-0,65
Берекет	49,5	66,9	-17,5	13,2	4,4	1,83
Белорусский 1223	44,9	58,7	-13,7	13,1	3,8	1,89
Маркиян	46,2	67,6	-21,4	16,3	3,4	2,52
Сувенир	43,9	54,7	-10,8	11,8	4,2	0,19
Житница	38,1	60,9	-22,8	18,7	2,7	1,50
Триггер	43,7	51,6	-7,9	6,8	7,1	0,99

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что данные сорта отличаются достаточно высокой стабильностью признака масса 1000 зерен. По способности сохранять устойчивость к изменениям погодных условий (гомеостатичность) из всех 39 сортов выделился сорт Лидер (Hom = 15,6), а из крупносемянных – сорт Тальва 100 (Hom = 10,6). Соответственно, самая высокая изменчивость массы 1000 зерен у сортов Никанор (Hom = 1,2) и Гера (Hom = 2,1).

Пластичность всех исследуемых образцов по признаку масса 1000 зерен варьировала в широких пределах – от -1,56 до 4,38. Двадцать сортов слабо реагировали на экстремальные изменения погоды (bi = -1,56–0,82), 17 сортов оказались крайне зависимы от благоприятных условий выращивания (bi = 1,1–4,38), и лишь сорта Триггер и Брюс обладали определённой пластичностью (bi = 0,99–1,03), то есть значение признака плавно менялось с изменением условий выращивания.

Заключение. За годы исследований (2022–2025 гг.) выявлены сорта различного эколого-географического происхождения, способные в экстремальных погодных условиях Среднего Урала достаточно стабильно формировать крупное зерно. В группе крупносемянных сортов наибольшей стрессоустойчивостью (разница между min и max значениями <10) обладали Башкирская короткостебельная, Тальва 100, Капелла, Триггер, Валентин 90, Антей, Горка. У данных сортов также был наименьший коэффициент вариации. По гомеостатичности из крупнозёрных сортов выделен сорт Тальва 100. По пластичности отличились сорта Триггер, Валентин 90, Капелла, Антей. Все вышеуказанные образцы будут включены в селекционную программу по созданию новых высокоадаптивных сортов для условий Среднего Урала.