Характеристика по компонентам продуктивности высокостебельных и низкостебельных растений, выделенных из популяции крупнозерного пырея сизого (сорт сова) в условиях южной лесостепи Западной Сибири

Автор: Айдаров А.Н., Шепелев С.С., Шаманин В.П.

Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau

Рубрика: Агрономия

Статья в выпуске: 3 (43), 2021 года.

Бесплатный доступ

Пырей сизый - перспективная кормовая культура двойного назначения. Крупнозерный сорт пырея сизого Сова получен в Омском ГАУ посредством массового отбора перезимовавших биотипов из популяции пырея сизого Thinopyrum intermedium (Host) Barkworth & D.R. Dewey, полученной из The Land Institute (Канзас, США), с последующим направленным переопылением и созданием новой зимостойкой популяции. Сорт включен в Госреестр селекционных достижений в 2020 г. для всех регионов Российской Федерации. Цель данного исследования состоит в оценке высокостебельных и низкостебельных растений по компонентам продуктивности и выделении из популяции крупнозерного пырея сизого клонов с наибольшей массой 1000 зерен в условиях южной лесостепи Западной Сибири. Был проведен отбор клонов по высоте растения в популяции сорта Сова и выделены образцы, перспективные для улучшающего семеноводства и селекции. Признак высоты растения у перекрестноопыляемых растений пырея сизого сорта Сова в последующих поколениях сохраняется. Отбор по массе 1000 зерен позволил повысить значение параметра на 30%. Показатели генетической детерминации за годы исследования позволили выделить стабильные признаки при учете влияния фактора года. Такими признаками стали: масса, длина колоса, число зерен, масса зерна колоса и масса 1000 зерен. По признаку высоты отмечено сильное изменение параметров. Коэффициент генетической детерминации по признаку массы 1000 зерен составил 0,96, что свидетельствует о высокой доле генотипа и эффективности отбора на увеличение массы 1000 зерен. Для дальнейшей селекции были отобраны популяции, которые характеризовались высокой продуктивностью и имели повышенное значение массы 1000 зерен.

Еще

Пырей сизый, урожайность, хозяйственно ценные признаки, анализ главных компонент

Короткий адрес: https://sciup.org/142230838

IDR: 142230838   |   DOI: 10.48136/2222-0364_2021_3_5

Текст научной статьи Характеристика по компонентам продуктивности высокостебельных и низкостебельных растений, выделенных из популяции крупнозерного пырея сизого (сорт сова) в условиях южной лесостепи Западной Сибири

Главными источниками зерна в мировом земледелии являются однолетние культуры, основные из них пшеница (Triticum aestivumL.), рис (Oryza sativaL.) и кукуруза (Zea maysL.). Однако возделывание однолетних монокультур оказывает негативное воздействие на окружающую среду, включая загрязнение воды, эрозию почвы, увеличение выбросов углекислого газов и внесение удобрений [2]. Потери азота при возделывании однолетних культур могут быть в 30–50 раз выше, чем потери от возделывания многолетних [3]. В связи с этим опустынивание и деградация земель являются серьезными проблемами в мировом земледелии [1]. Расширение площади посева под многолетними культурами будет способствовать решению задач по улучшению плодо-

родия почв, снижению негативного влияния парникового эффекта на окружающую среду и повышению стабильности урожая сельскохозяйственных культур.

Экономические преимущества многолетних культур включают в себя снижение затрат на семена и удобрения (поскольку посевы производятся один раз на несколько лет), а также снижение затрат на борьбу с сорняками, обработку почвы и другие агротехнические приемы, связанные с однолетними культурами. Многолетние культуры могут использоваться не только для производства продовольствия и питания, но также для получения кормов, топлива и других непищевых биопродуктов [4–6].

В последнее время в качестве потенциальной альтернативы зерновым культурам особое значение придается пырею сизому ( Thinopyrum intermedium ).

Пырей сизый имеет особые преимущества:

  • –    способность поддерживать относительно высокую эффективность водопользования в течение всего вегетационного периода, что полезно для смягчения водного стресса, представляет собой важный физиологический способ акклиматизации в тяжелых, неблагоприятных погодных условиях;

  • –    имеет более высокие показатели суммарного испарения (ЭП) и чистого поглощения углерода, особенно по сравнению с однолетними культурами.

Мука Thinopyrum intermedium потенциально может использоваться в смеси с сильной пшеницей для производства хлебобулочной продукции с низким содержанием клейковины [7].

В 2020 г. в Государственный реестр селекционных достижений РФ включен уникальный крупнозерный сорт пырея сизого Сова для всех регионов возделывания культуры в России. Сорт Сова создан в Омском ГАУ массовым отбором перезимовавших биотипов из популяции пырея сизого ( Thinopyrum intermedium ), полученной от Института Земли (Канзас, США), с последующим направленным переопылением и созданием новой зимостойкой синтетической популяции. Пырей сизый является перекрестноопы-ляемой культурой, в связи с этим в популяции сорта Сова встречаются различные биотипы по высоте растений.

Цель данного исследования состоит в оценке высокостебельных и низкостебельных растений по компонентам продуктивности и выделении из популяции крупнозерного пырея сизого клонов с наибольшей массой 1000 зерен в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Условия, материал и методы исследования

Исследования проведены в 2018–2020 гг. на опытном поле Омского ГАУ. В 2018 г. Из питомника размножения 3-го года вегетации сорта Сова по признаку «высота растения» отобрано 20 высокорослых и 20 низкорослых клонов. В каждом клоне для лабораторного анализа по компонентам продуктивности колоса отобран главный стебель и по комплексу признаков было выделено 14 лучших клонов – 7 высокорослых и 7 низкорослых. В 2019 г. эти 14 клонов были высеяны по 10 зерен на рядок длиной 1 п.м в 4-кратной повторности с полной рандомизацией. В первый год жизни проведены полевые фенологические наблюдения, измерения высоты растений.

В 2020 г., во второй декаде сентября, растения с делянок были скошены серпами на высоте 10 см от почвы. В Лаборатории селекции и семеноводства полевых культур им С.И. Леонтьева Омского ГАУ проведен структурный анализ по высоте растений и компонентам продуктивности колоса, определены параметры зерновки, произведена статистическая обработка данных и сделан анализ главных компонент [8].

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили с помощью программы R-Statistics [8].

Анализ главных компонент питомника проведен по признакам: Plant height – высота растения, см; Number plants – число растений; Number tillers – число стеблей; Weight plant – масса растения; Yield – урожайность; Harvest spike – коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза колоса; Harvest plant – коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза растения; Spiklets – число колосков, шт.; Grains spike – число зерен с колоса, шт.; Weight grain spike – масса зерна колоса, г; Weigth 1000 grain – масса 1000 семян, г; Spike length – длина колоса, см; Weight spike – масса колоса, г; Number spike 1 plant – продуктивная кустистость; Tillers – общая кустистость.

Анализ параметров зерновки проводили по следующим показателям: площадь, периметр, длина, ширина и циркулярность зерна. Для анализа использован сканер EPSON XL110000 и программа Grain scan.

Наследуемость в широком смысле понимается как коэффициент генетической детерминации [9] и рассчитывается по формуле

Н 2 = VG ,

VT где VG – дисперсия, связанная с различиями в генотипе;

V T – дисперсия, связанная с влиянием среды.

Почвы большого опытного поля – чернозем обыкновенный среднемощный среднегумусный.

Погодные условия вегетации 2018 г. сложились благоприятно. Жаркий май был достаточно увлажненным, в июне наблюдался недобор осадков, но погода была прохладнее среднемноголетней. Во второй и третьей декадах июля выпало большее количество осадков в сравнении с многолетними значениями. Август был теплым и сухим. В 2019 г. отмечена затяжная холодная весна и в целом более холодное лето с низкой по отношению к средней многолетней суммой активных температур. Количество влаги в течение вегетационного периода, кроме июля, превысило среднемноголетние значения.

Погодные условия в 2020 г., по данным ФГБУ «Обь-Иртышское УГМС», сложились неблагоприятными. За весенний и летний периоды вегетации наблюдался сильный недостаток осадков в сравнении с многолетними данными [10].

Сумма активных температур также превышала средние многолетние значения. В целом погодные условия трех лет испытания были контрастными, что позволило провести объективную оценку популяций по основным хозяйственно ценным признакам.

Результаты исследований

В табл. 1 приведены результаты анализа главного стебля высокорослых клонов, отобранных в популяции питомника размножения 3-го года пырея сизого сорта Сова. Средняя длина главного стебля равна 159 см. Следует отметить, что коэффициент изменчивости по данному признаку низкий, варьирование составило 6%, наибольшую длину имел клон № 33 – 175 см, а наименьшее значение отмечено у № 22 – 145 см. Отбор клонов по высоте растения для формирования наиболее выравненной популяции при селекции и улучшающем семеноводстве может быть эффективным с учетом низкого коэффициента вариации.

Наиболее стабильные признаки, по которым целесообразно вести отбор внутри высокостебельных растений, – это длина колоса (варьирование составило 13%); число колосков в колосе и масса 1000 семян (варьирование 14%). Наибольшую длину главного колоса имела популяция № 48 – 25,8 см, наибольшее число колосков имели популяции № 34, 22, 37 и 31 – 24 шт., наибольшую массу 1000 зерен имели популяции № 3 (12,3 г); 22 (13,8 г) и 46 (12,5 г). Масса 1000 зерен имеет основное селекционное значе- ние для создания сорта пырея сизого для зернового производства, поэтому этот показатель являлся ключевым для отбора.

Таблица 1

Количественные признаки главного стебля у отобранных высокостебельных клонов, питомник сохранения потомств сорта Сова, 2018 г.

№ растения

Высота, см

Длина колоса, см

Масса растения, г

Масса колоса, г

Масса стебля, г

Ширина колоса, см

Число колосков в колосе, шт.

Масса зерна с колоса, г

Плотность, шт./ 10 см

Число зерен с колоса, шт.

Масса 1000 семян, г

50

160

23,5

4,2

1,0

3,2

0,8

19,0

0,5

12,4

48

10,9

7

170

21,6

3,7

0,9

2,8

0,6

14,0

0,5

15,4

50

10,8

1

146

24,0

4,0

0,9

3,1

0,6

21,0

0,4

11,4

40

11,7

40

157

25,8

4,4

1,3

3,2

0,7

23,0

0,6

11,2

66

8,7

3

153

17,3

7,5

1,4

5,8

0,9

22,0

0,7

7,9

64

12,3

26

167

25,3

4,4

0,9

3,5

0,6

16,0

0,1

15,8

10

11,0

8

146

19,0

4,9

0,9

3,9

0,8

19,0

0,5

10,0

43

11,2

34

163

23,1

4,1

0,7

3,2

0,4

24,0

0,3

9,6

25

11,6

42

168

24,5

6,3

0,9

5,2

0,7

22,0

0,4

11,1

30

12,7

8

146

19,7

4,9

0,9

3,9

0,7

19,0

0,5

10,4

43

11,2

33

175

24,5

4,3

0,5

3,5

0,5

18,0

0,2

13,6

18

12,2

36

150

20,1

4,3

0,4

3,7

0,6

16,0

0,1

12,6

10

11,0

32

167

25,3

4,4

0,9

3,5

0,7

23,0

0,4

11,0

55

7,5

46

158

17,3

7,7

1,5

6,1

0,9

22,0

0,8

7,9

66

12,5

22

145

27,3

6,7

1,4

5,3

0,9

24,0

0,8

11,4

58

13,8

25

156

22,6

6,4

0,7

5,7

0,4

20,0

0,3

11,3

30

10,7

37

163

24,1

6,2

0,8

5,4

0,6

24,0

0,4

10,0

38

9,2

31

171

25,5

7,4

0,9

6,5

0,8

24,0

0,5

10,6

42

11,9

48

157

25,8

4,4

1,3

3,2

0,7

23,0

0,6

11,2

66

8,7

Cv

6%

13%

25%

36%

28%

23%

14%

50%

18%

49%

14%

Среднее

159

22,9

5,3

0,9

4,3

0,7

20,7

0,4

11,2

40,2

10,9

Sv

9,5

3,0

1,3

0,3

1,2

0,2

2,9

0,2

0,2

19,7

1,5

Примечание . *Жирным шрифтом выделены отобранные клоны.

В табл. 2 приведены результаты анализа количественных признаков главного стебля у короткостебельных клонов. Средняя высота растений этой группы составила 107 см, что на 52 см меньше, чем у отобранных высокостебельных клонов. В группе низкостебельных клонов отмечено большее варьирование по наиболее стабильным признакам, в отличие от группы высокостебельных клонов. По высоте главного стебля растения в группе низкорослых клонов варьирование составило 9%, по длине колоса – 17%, числу колосков в колосе –19%, массе 1000 зерен – 17%, ширине колоса – 17% и число зерен в колосе – 18%.

Наибольшую массу 1000 зерен имели клоны № 56 (12,4 г), 61 (12,5 г) и 80 (11,82 г). По комплексу признаков для испытания по потомству были отобраны 6 клонов: № 55, 61, 65, 67, 80, 98.

Анализ главных компонент с кластеризацией признаков линий сорта Сова за 2018 г. представлен на рис. 1. Анализ главных компонент низкорослых и высокорослых образцов указывает на наибольшую близость параметров массы 1000 семян и ширины колоса. В одной плоскости с массой 1000 семян располагаются длина колоса, число колосков, масса растения, масса стеблей и длина растения. Между данными признаками име- ется небольшая положительная связь. Признаки были разделены на 5 кластеров по влиянию друг на друга.

Таблица 2

Количественные признаки главного стебля у отобранных короткостебельных клонов, питомник сохранения сорта Сова, 2018 г.

№ растения

Высота, см

Длина колоса, см

Масса растения, г

Масса колоса, г

Масса стебля, г

Ширина колоса, см

Число колосков в колосе, шт.

Масса зерна с колоса, г

Плотность, шт./ 10 см

Число зерен, шт.

Масса 1000 зерен, г

79

109

28,2

2,8

1,1

1,7

0,7

23,0

0,5

12.3

63,0

8,0

98

110

17,8

3,0

0,9

2,1

0,8

14,0

0,5

12,7

43,0

11,6

68

93

18,8

2,1

0,6

1,5

0,7

21,0

0,2

9,0

37,0

10,0

93

103

23,3

2,7

0,5

2,2

0,6

22,0

0,2

10,6

33,0

7,1

89

113

17,8

4,6

1,0

3,6

0,6

22,0

0,4

8,1

51,0

7,9

76

105

15,8

1,9

0,3

1,5

0,8

16,0

0,2

9,9

24,0

11,4

56

120

23,9

5,1

1,3

3,8

1,0

22,0

0,5

10,9

40,0

12,4

64

92

16,5

2,1

0,6

1,5

0,8

14,0

0,3

11,8

30,0

10,2

55

106

21,2

3,7

0,9

2,8

0,6

14,0

0,5

15,1

47,0

10,8

86

87

16,3

2,3

0,8

1,5

0,9

15,0

0,3

10,9

38,0

8,9

96

112

22,7

2,7

0,7

2,0

0,9

14,0

0,2

16,2

33,0

10,0

67

105

17,8

2,5

0,9

1,3

0,7

19,0

0,4

9,4

47,0

10,3

80

100

22,6

3,6

1,0

2,5

0,8

22,0

0,5

10,3

42,0

11,8

66

109

17,4

2,2

0,4

1,8

0,6

19,0

0,2

9,2

25,0

10,1

62

123

20,8

4,8

0,6

4,1

0,7

16,0

0,3

13,0

30,0

10,0

70

108

17,4

2,5

0,5

2,0

0,5

14,0

0,2

12,4

20,0

10,0

84

112

19,4

2,9

0,7

2,1

0,8

20,0

0,3

9,7

31,0

9,7

90

110

18,7

3,1

0,5

2,5

0,8

19,0

0,2

9,8

28,0

8,4

61

98

16,9

2,2

0,7

1,6

0,6

15,0

0,4

11,3

42,0

12,5

65

122

24,0

4,2

1,1

3,1

0,8

22,0

0,6

10,9

66,0

9,2

Cv

9%

17%

32%

35%

37%

17%

19%

39%

46%

18%

17%

Среднее

107

19,9

3,0

0,8

2,3

0,7

18,2

0,3

11,2

33,8

10,2

Sv

9,6

3,4

1,0

0,3

0,9

0,1

3,5

0,1

15,5

0,2

1,7

Отбор растений проводился по признаку высоты растения, что указывает основное направление графика и формирует различия признаков. Полученные в 2018 г. результаты не выявили превосходства высокорослых форм над низкорослыми по массе 1000 семян, что не позволяет сделать вывод о ценности отбора по высоте для повышения признака.

Биплот график (рис. 2) показал, что наибольшую селекционную ценность имели высокорослые образцы с высокими значениями массы 1000 зерен, но разница незначительна. При этом у признака отсутствовала тесная связь со всеми исследуемыми параметрами продуктивности. Наибольшую ценность для селекции на урожайность оказали признаки числа зерен с растения, массы и ширины колоса. Благодаря отбору по высоте получилось точное разделение по группам. Урожайность, масса 1000 зерен, масса колоса и озерненность растения были признаками, занявшими промежуточное положение, по ним нельзя судить о влиянии высоты на признаки.

По результатам, полученным в 2020 г., можно сделать следующие выводы (табл. 3): по высоте растения высокорослые популяции сохранили свои показатели 2018 г., высо- та образцов варьировала от 135 до 145 см; у низкорослых же популяций отмечалось увеличение высоты растения, этот показатель увеличился в среднем до 131 см, что говорит о доминантном эффекте высокорослости при перекрестном опылении.

Рис. 1 . Анализ главных компонент клонов сорта Сова. 2018 г.: Weigth 1000 grain – масса 1000 семян;

Width spike – ширина колоса; Length plant – длина растения; Length spike – длина колоса;

Weight tillers – масса стебля без колоса; Weight plant – масса стебля с колосом; Spiklets – число колосков;

Weight spike – масса колоса; Yield – масса зерна с колоса; Grains рlant – число зерен с колоса;

Densivity spike – плотность колоса. Кластеры отмечены цифрами 1–5

Полученные результаты по показателям массы стебля, массы растения, длины колоса и числу колосков в колосе свидетельствовали о стабильном значении этих признаков независимо от года исследований. По массе 1000 зерен значения составили 14,8 г у высокорослых и 14,2 г у низкорослых, что значительно превосходило значения 2018 г., на 3,9 г у высокорослых и на 4 г у низкорослых. Отбор лучших популяций по показателям массы 1000 зерен позволил повысить среднее значение признака на 30%.

По всем исследуемым признакам в группе высокорослых выделились популяции № 7 и 22, а у низкорослых – образец № 61.

Для оценки влияния внешних факторов на хозяйственные признаки использовали значения параметра генетической детерминации в течение одного года, что позволило выделить наиболее стабильные признаки независимо от почвенных условий.

Рис. 2. Биплот график клонов сорта Сова. 2018 г.: Weigth 1000 grain – масса 1000 семян; Width spike – ширина колоса; Length plant – длина растения; Length spike – длина колоса; Weight tillers – масса стебля без колоса; Weight plant – масса стебля с колосом; Spiklets – число колосков; Weight spike – масса колоса;

Yield – масса зерна с колоса; Grains рlant – число зерен с колоса; Densivity spike – плотность колоса; smil – короткостебельные, tall – длинностебельные

Низкими значениями коэффициента генетической детерминации характеризовался коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза растения (H2 = 0–0,2). Средние параметры имели: число стеблей, число колосьев, масса стебля с колосьями, длина стеблей, масса колоса, число зерен с колоса, масса зерна с колоса, масса зерна снопа, число зерен снопа, плотность колоса, продуктивная кустистость, коэффициент хозяйственной эффективности колоса (H2 = 0,2–0,6). Высокие значения имели: количество колосков, длина колоса, масса 1000 зерен (H2 > 0,6). Признаки с высокими показателями коэффициента генетической детерминации оказывают высокое селекционное значение, потому что на признак большее влияние оказывает генотип сорта.

Данные генетической детерминации за два года исследований позволили выделить стабильные признаки при учете влияния фактора года. Такими признаками стали: масса, длина колоса, число зерен, масса зерна колоса и масса 1000 зерен. По признаку высоты отмечено сильное изменение параметров.

Количественные признаки популяций сорта Сова. 2020 г.

ІІ

o’ V

3

■г

1

о^

х

Г-J

О

о<

© х'

V.

ос

©

ос

Й§ yj

©r

5

І '-I

s

n rl

oc

8 oc

Os

Os

SC ©

oo

od

'^

X

n

©'

n

©'

©

■r.

©r

1

1

* i й

В | э

-ос

•г

~

о

-

гп

с

~

О

r I Os'

ОС

"7T

OC

5

e

Os

X ©

X-

G

Os

©

■r.

©'

1

©

3 d

В |

В 8

х

О'*

8

О

©. os’

о'

о

3 о

ос Ж

О

О сь. СЬ-'

Os

-'

n ri

O'

OS

©

©•

©

©

Os'

■© Ж

O'

Os

G-

© ri

H

'd H

d

8 8 д'

О;

OS

2

2

d

rd

£

z

oc

rd

Os ■-3 o'

^

©r

©

O';

©Г

3 ©r

©

н

К S

d

О

О

3

©

5 =

3 ©

ГІ

3

-

s

SO =

=

3

О

©

G

n ©

©

о ©

1

5

8 к

к

Р К J = Я Я Си

О' О

о

о

О' о

о

з

О'

©

3

о d

-

©

©

OS © ©r

©r

©

©

©

©

Os © ©

Os © ©Г

G

'3

О ©'

©

©'

© ©

~ n c

1

O' X 3

я

я

S

я ri'

У 2

х

S

3

о-

г|

Г1

^

ж

ri

©

3

ж

ri

X

Os,

Ch

o-d

1

G

о 5

2 К

о h й ri

ос ©

ЙО

о

О'

с

G

X

О

■Г

©

X ©

■^

о

:-=

r 1

4 ©

m

О

о

©

©

m ©

m ©

О

ГЧ

О

О

ST)

©

©

©

m d

d

ri

2? ©

л

Л

ОС

О'

os d г-1

ЙС

ГЧ

ж

—J

©

гч

-

г 1

ОС

© ri n

ri

es

^i

14

r-l

sS

s

Ml

І-Ч

© О''

Г-І

rd

©

© ©

g

O' ©

я

-

5

3

О ~ я °

ОС

О О

гч гч

ОС

3 п

© о П

© © ГІ

-

OC o-

©r О Г]

oc о

Os'"

X

©

ГЧ © r- 1

O'-

Os

X 1^.

о

©

©

© ND

©

d

©

n

d

О 1 н

“ й а

§ § а 6 * 8

о"

©

г-J

Os

X

гч

es

Об

Os

ой

Os

r I ri

=

X-

30

©

Os

X

Os

о

Os

r?

© ©'

©

©r

-

O;

O'

©r

/

©

©r

S

о и

<-

ОГ

а

Х|

О

© о

X

3

©, о

п

3

©

sC

■©'

©

sO

©r

ID ©

©

©Г

©r

чб

©'

sn

■Ml

G

o'

r 1 o'

W*1

©

d

G d

ri

G

IS Е 8 8

m

m

5

©

ОС Г 1

#4

т

^.

e

m

sc

OC

R

m

m

m

G

©

ГЧ ©r

©r

X

©

2 2 Л

3

В = §

ос

е ос

о

Os Ch-

--;

O'

2

r 1

£

Г4

© rn

O'-

© ГЧ

©

r- 1

© rl

О-'

r?l

ri

©

1

3 o'

|1

= а

5

1

8

S

о'

Г1

•с

§

Os

1

^T

©

Й

5

3

8

У-o: ri

n X ri

1

© ©

£

: = я Я Си

гП

г-

Г-І

*

5

6

>

IZJ

%

^

SO

C5

<-

© X

X Ch.

5

IZJ

=

8

U I

'i

1 ri

и

и

p

Примечание. НСР для сравнения средних по группам

По двум годам исследования был проведен расчет коэффициента вариации. Стабильными признаками были показатели длины колоса – варьирование составило 10%; числа колосков в колосе и массы 1000 зерен – варьирование 11% и 16% соответственно.

На рис. 3 представлены результаты анализа главных компонент. Все показатели размера зерна лежат в одной плоскости и формируют общий кластер. При этом основным параметром, формирующим урожайность у пырея сизого, была продуктивная кустистость. Масса 1000 зерен не имеет высокой связи с размерами зерна. Отрицательный эффект на размер зерна имели следующие параметры, формирующие продуктивность колоса: масса колоса, масса зерна колоса, число зерен с колоса. Масса 1000 зерен имеет тесную связь с массой растения, массой колоса, массой зерна с колоса, плотностью колоса. Проведенный отбор позволил повысить массу 1000 семян на 30% и, в отличие от 2018 г., в 2020 г. анализируемый признак был одним из определяющих факторов, оказавших сильное влияние на урожайность в основном через параметры продуктивности колоса. Полученные результаты анализа главных компонент позволили выделить три кластера по степени связи между признаками.

Рис. 3 . Анализ главных компонент с кластеризацией признаков линий сорта Сова в 2020 г.: Plant height – высота растения; Number plants – число растений; Number tillers – число стеблей; Weight plant – масса стебля с колосом; Yield – урожайность с рядка; Harvest spike – К хоз колоса; Harvest plant – К хоз растения; Spiklets – число колосков; Grains spike – число зерен с колоса; Weight grain spike – масса зерна колоса; Weigth 1000 grain – масса 1000 семян; Spike length – длина колоса; Weight spike – масса колоса; Number spike 1 plant – продуктивная кустистость; Tillers – общая кустистость. Кластеры отмечены цифрами 1–3

Характеризируя параметры размерности зерновки по группам, необходимо отметить, что более крупное зерно формировали низкорослые популяции. Отбор по высоте будет малоэффективным для повышения крупности зерна, но масса 1000 семян не имеет тесной связи с его крупностью. Высокорослые образцы формировали более продуктивный колос. Урожайность лежит в плоскости между высокорослыми и низкорослыми, и наиболее продуктивными в среднем оказались высокорослые образцы. Важно выделить низкорослые образцы с крупным зерном, которые имели высокую урожайность в своей группе.

На основании проведенного структурного и математического анализа установлено, что значительной разницы в урожайности и морфологических признаках между высокорослыми и низкорослыми линиями не имеется (рис. 4).

Рис. 4. Биплот график признаков линий сорта Сова. 2020 г.: Plant height – высота растения; Number plants – число растений; Number tillers – число стеблей; Weight plant – масса стебля с колосом; Yield – урожайность с рядка; Harvest spike – К хоз колоса; Harvest plant – К хоз растения; Spiklets – число колосков; Grains spike – число зерен с колоса; Weight grain spike – масса зерна колоса; Weigth 1000 grain – масса 1000 семян; Spike length – длина колоса; Weight spike – масса колоса; Number spike 1 plant – продуктивная кустистость; Tillers – общая кустистость; smil – короткостебельные;

tall – длинностебельные

Анализ данных показал, что в группе низкорослых отмечалось улучшение основных показателей продуктивности, они равнялись показателям высокорослых популяций. По группам не было выявлено сильных различий. Отбор по массе 1000 зерен в 2018 г. повысил в популяциях данное значение на 30%.

Заключение

Установлено, что признак высоты растения у перекрестноопыляемых растений пырея сизого сорта Сова в последующих поколениях сохраняется. Отбор по массе 1000 зерен позволил повысить значение данного параметра на 30%. Признак массы 1000 зерен имел значения коэффициента генетической детерминации 0,96, что свидетельствует о высокой доле генотипа в проявлении данного признака и о том, что отбор на увеличение массы 1000 зерен может быть эффективным. Для дальнейшей селекции были отобраны популяции № 8, 61, 65, которые характеризовались высокой продуктивностью и имели повышенное значение массы 1000 зерен.

A.N. Aydarov, S.S. Shepelev, V.P. Shamanin

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin, Omsk

Characteristics of high-stemmed and low-stemmed plants by the components of productivity isolated from the population of large-grain wheatgrass of the gray variety Sova in the conditions of the southern forest-steppe of the Western Siberia

Список литературы Характеристика по компонентам продуктивности высокостебельных и низкостебельных растений, выделенных из популяции крупнозерного пырея сизого (сорт сова) в условиях южной лесостепи Западной Сибири

  • Nkonya E., Mirzabaev A., von Braun J. Economics of land degradation andimprovement: an introduction and overview // Economics of land degradation and improvement - a globalassessment for sustainable development. - Berlin: Springer, 2016. - P. 1-14.
  • Monfreda C., Ramankutty N., Foley J.A. Farming the planet: 2. Geographicdistribution of crop areas, yields, physiological types, and net prima-ryproduction in the year 2000. Global Biogeochem Cycles 2008; 22(1): 1-19.
  • Randall G.W., Mulla D.J. Nitrate nitrogen in surface waters as influenced byclimatic conditions and agricultural practices. J Environ Qual 2001; 30(2): 337-44.
  • Colmer T.D., Munns R., Flowers T.J. Improving salt tolerance of wheat and barley: future prospects. Aust J Exp Agric 2006; 45(11): 1425-43.
  • Cooney D., Kim H., Quinn L., Lee M.S., Guo J., Chen S.L. et al. Switchgrass as abioenergy crop in the Loess Plateau, China: potential lignocellulosic feedstockproduction and environmental conservation. J Integer Agric 2017; 16(6):1211-26.
  • Borrill P., Connorton J.M., Balk J., Miller A.J., Sanders D., Uauy C. Biofortification ofwheat grain with iron and zinc: integrating novel genomic resources andknowledge from model crops. Front Plant Sci 2014; 5:53.
  • Rahardjo, Citra. Chemical Characterization, Functionality, and Baking Quality of Intermediate Wheatgrass (Thinopyrum intermedium) 2017-05; 1-12.
  • Weinberg S., Harel D., & Abramowitz S. (2020). Statistics Using R: An Integrative Approach. Cambridge: Cambridge University Press. DOI: 10.1017/9781108755351
  • Дьюсбери Д. Генетика поведения / Д. Дьюсбери. - Текст: непосредственный // Поведение животных: Сравнительные аспекты / перевод с английского И.И. Полетаевой. - Москва: Мир, 1981. - С. 130-154.
  • Агроклиматический справочник по Омской области. - Ленинград: Гидрометеоиздат, 2020. - Текст: непосредственный.
Еще
Статья научная