Экологическая пластичность сортов яровой пшеницы в лесостепи Красноярского края

Введение. Одним из важнейших регионов возделывания яровой пшеницы в России является Сибирь. Степные и лесостепные зоны Сибири имеют большие возможности для производства высококачественного зерна с хорошими и отличными хлебопекарными качествами и высокой силой муки. По площади посева всех зерновых культур яровая пшеница занимает до трех четвертей. Наряду с задачами повышения урожайности большое значение имеет и стабильность этого показателя. В этом направлении необходимо внедрять лучшие сорта, использовать в нужном направлении климатические ресурсы, проводить интенсивную технологию возделывания для влияния на количество зерна лучшего качества [1]. Сегодня сорт выступает фактором, без участия которого в сельскохозяйственном производстве невозможно и бессмысленно использовать современные разработки и идеи. Одним из вариантов решения этой задачи является целенаправленная селекция на создание сортов, способных в разные по климатическим условиям года формировать достаточно высокие урожаи [2]. Сочетание максимальной отзывчивости и устойчивости в одном сорте остается проблематичным на современном этапе развития АПК. Поэтому желательно подбирать сорта для определенного уровня технологии производства сельскохозяйственной продукции, формируя пул соответствующих сортов для определенной территории [3].

За последние годы (с 2007 г.) в Красноярском крае было районировано более 20 сортов с высоким потенциалом урожайности, однако их внедрение в производство не привело к существенному росту урожайности [4]. На участках сортоиспытания в течение 3–4 лет удается оценить в основном потенциальную продуктивность сортов, тогда как их устойчивость к важнейшим, лимитирующим факторам внешней среды остается зачастую невыясненной и неучтенной. Между тем урожайность любой культуры является функцией не только потенциальной продуктивности, но и экологической устойчивости сорта [5].

В современных условиях большое значение приобретают адаптивные сорта с повышенной экологической пластичностью, обладающие способностью более эффективно использовать биоклиматические ресурсы в экстенсивных условиях их выращивания. Районированные сорта должны сочетать в себе высокую урожайность, повышенную экологическую пластичность, обладать способностью в меньшей степени снижать свою продуктивность при возделывании в жестких условиях экстенсивного агротехнического фона, т. е. наряду с традиционной оценкой желательно дополнить характеристику сортов их оценкой по уровню адаптивности [6].

Цель исследования : установить экологическую пластичность сортов мягкой яровой пшеницы в зоне Южной лесостепи Красноярского края.

Для ее решения сформулированы следующие задачи :

• 1.    Провести анализ экологической пластичности и стабильности сортов яровой пшеницы с помощью разных методик.

• 2.    Используя принцип ранжирования сортов, провести их оценку по адаптивности к условиям среды в лесостепи Красноярского края.

Объекты и методы исследования . Объектами исследования являлась группа среднеранних сортов Алтайская 70, Канская, Новосибирская 15, Новосибирская 29, Новосибирская 31, Новосибирская 41, Памяти Вавенкова и Омская 32. Исследование проводилось по общепринятой методике ГСИ [7, 8], на Краснотуранском ГСУ в течение 3 лет (с 2016 по 2018 г.) в условиях, максимально приближенных к производственным. Опыт был заложен на типичном для зоны участке, рендомизировано, в четырехкратной повторности с нормой высева 6,0 млн всхожих зерен на 1 га, площадь учетной делянки – 25 м², почва – чернозем выщелоченный. Для выявления сортов различных типов (интенсивных, полуинтенсивных, экстенсивных) испытание проводилось на нескольких фонах плодородия (культуры сплошного сева и паровой предшественник). Принятый на участке севооборот трехпольный: пар, ранние яровые, культуры сплошного сева (ксс).

Основную и предпосевную обработку проводили в соответствии с зональными рекоменда- циями. Посев проводился сеялкой СС-11 во второй декаде мая. Сроки сева и нормы высева – оптимальные для зоны возделывания. Уборку каждого сорта яровой пшеницы проводили в фазе восковой спелости в третьей декаде сентября методом сплошного обмолота комбайном Sampo 500.

Расчет параметров экологической пластичности и стабильности (bi, σ) проводили по методике S.A. Eberhart и W.A. Russell в изложении В.А. Зыкина [9]. Показатель гомеостатичности (Нom) вычислялся по формуле В.В. Хангильдина [10]. Параметры устойчивости и стабильности (ПУСС) яровой пшеницы рассчитывались по методике Э.Д. Неттевича [11]. Коэффициент отзывчивости на улучшение условий выращивания (Кр) рассчитывался по В.А. Зыкину (2011) [12].

Результаты исследования и их обсуждение. Урожайность пшеницы обусловлена генотипическими особенностями сорта, агротехническими мероприятиями и почвенноклиматическими условиями. Наибольшая урожайность наблюдается при оптимальном их сочетании. В полевых условиях обычно наблюдается сложное взаимодействие множества факторов, и высокая продуктивность сорта, как правило, обусловлена устойчивостью его к комплексу неблагоприятных факторов. В результате обобщения данных и обработки их методами математической статистики были получены следующие результаты: в среднем за три года исследования по двум предшественникам (чистый пар и культуры сплошного сева) лучшие условия для формирования урожайности среднеранней яровой пшеницы сложились в 2016 г. по пару (i = 7,2), наименее благоприятные – в 2017 г. по культурам сплошного сева (i = –4,7) (табл. 1).

В группе среднеранних выделился сорт Канская, который стабильно формировал более высокую урожайность как по годам, так и по предшественнику. В среднем он превзошел стандарт на 2,7 ц/га. Уровень урожайности яровой пшеницы определяется сложным комплексом изменчивости экологических условий во времени и пространстве.

Коэффициент условий среды i рассчитывали как разность между средней величиной показателя по фону исследования и его средней величиной по всем фонам за весь период изучения.

Таблица 1

Сорт	2016		2017		2018		Средняя
	пар	ксс	пар	ксс	пар	ксс
Алтайская 70 (st)	25,2	17,5	15,8	13,6	20,0	18,1	18,3
Канская	28,2	22,6	18,6	15,3	21,0	20,4	21,0
Новосибирская 15	21,1	15,6	12,5	9,2	15,4	14,9	14,8
Новосибирская 29	23,7	16,0	12,5	11,5	22,4	16,2	17,1
Новосибирская 31	25,1	18,6	14,6	11,0	15,2	12,9	16,2
Новосибирская 41	23,5	15,8	19,8	15,9	16,7	13,9	17,6
Омская 32	28,1	19,4	17,6	10,7	20,1	17,3	18,8
Памяти Вавенкова	19,9	14,8	13,0	12,0	11,4	7,7	13,1
Средняя	24,3	17,5	15,5	12,4	17,8	15,2	17,1
Коэффициент условий среды i	7,2	0,4	-1,6	-4,7	0,6	-2,0
НСР 5 %	0,7123

Средняя урожайность сортов яровой пшеницы, (ц/га) (2016–2018 гг.)

В изученном наборе сортов средняя урожайность колебалась от 13,1 ц/га у Памяти Вавен-кова до 21,0 ц/га у Канской (см. табл. 1), следом по продуктивности шли сорта Омская 32 и Алтайская 70. Невысокой средней урожайностью по годам и предшественникам отличался также сорт Новосибирская 15.

Коэффициент изменчивости урожайности во времени и по предшественнику колебался у исследуемых сортов от 19,8 (Новосибирская 41) до 31,0 % (Новосибирская 31 и Памяти Вавен-кова) (табл. 2). Также высокой вариабельностью урожайности отличались сорта Новосибирская 29 и Омская 32 (около 30 %).

По показателю устойчивости и стабильности (ПУСС) среди анализируемых сортов выделились сорта Канская (173,0), Новосибирская 41 (126,2) и стандарт Алтайская 70 (124,4) (см. табл. 2). Такая же тенденция просматривается и у показателя гомеостатичности: в изучаемый период она была выше у сорта Новосибирская 41 (11,7), затем следуют сорта Канская и Алтайская 70 (7,9 и 7,3 соответственно).

Наибольшую отзывчивость (Кр) на улучшения условий среды показали высокоинтенсив- ные сорта Новосибирская 15, Новосибирская 31 и Омская 32.

Анализ пластичности и стабильности по методике S.A. Eberhart, W.A. Russell позволил распределить взятые для исследования сорта по этим признакам. Сопоставление урожайности изучаемых сортов проводилось не со стандартом, а со средней урожайностью по всем сравниваемым сортам.

За три года испытаний в группе исследуемых сортов выделился сорт мягкой яровой пшеницы Канская, который проявил себя и как «интенсивный», т. е. его урожайность резко повышалась с улучшением условий возделывания (bi = 2,42), и как «экстенсивный» – урожайность все время была выше среднего значения (табл. 2). Сорта Алтайская 70 и Новосибирская 41 проявили себя как «экологически пластичные», т. е. повышали урожайность с улучшением условий возделывания и слабо снижали ее в неблагоприятных условиях (рис.). Линии регрессии урожайности сортов были построены по двум точкам отклонений фактических урожаев от теоретических.

Таблица 2

Сорт	1— СК о СК о Ф СО	CV, %	ПУСС	Кр	Hom	1— о о — S -О 1— о со 1=	1— о 1 О со 1— о
Алтайская 70	18,3	21,7	124,4	1,9	7,3	0,95	1,56
Канская	21,0	20,5	173,0	1,8	7,9	2,42	40,09
Новосибирская 15	14,8	26,6	65,9	2,3	4,7	1,17	2,72
Новосибирская 29	17,1	29,6	79,1	2,1	4,7	1,27	9,73
Новосибирская 31	16,2	31,0	68,3	2,3	3,7	1,39	2,76
Новосибирская 41	17,6	19,8	126,2	1,5	11,7	0,85	7,25
Омская 32	18,8	29,8	95,9	2,6	3,6	1,62	2,70
Памяти Вавенкова	13,1	31,0	44,8	1,7	5,3	0,89	8,07

Параметры экологической пластичности сортов яровой пшеницы

-4              -2              0               2

Индексы условий

Линии регрессии урожайности сортов яровой пшеницы

Таким образом, разные методики расчета показали несколько различный результат, поэтому при оценке сортов различными методиками целесообразно пользоваться ранговой системой (табл. 3).

Наибольший балл по пластичности и стабильности имел сорт Канская (6,0 и 8,0 соответ- свенно). Наиболее полную информацию дает применение нескольких методов, но при этом удобнее пользоваться принципом ранжирования сортов по всем параметрам и оценку проводить по сумме баллов. По сумме баллов лучшую экологическую пластичность показал сорт Канская (табл. 3).

Таблица 3

Ранговая оценка экологической пластичности и стабильности сортов яровой пшеницы

Сорт	Показатель пластичности				Показатель стабильности				co о co VO co 2 О
	Io		£ о ZE	>s is о	о	><	о о 1=	>s is о
Алтайская 70	3	4	6	4,3	1	3	6	3,3	7,7
Канская	8	3	7	6,0	8	8	8	8,0	14,0
Новосибирская 15	4	6	4	4,7	4	6	2	4,0	8,7
Новосибирская 29	5	5	3	4,3	7	5	4	5,3	9,6
Новосибирская 31	6	7	2	5,0	3	2	3	2,7	7,7
Новосибирская 41	1	1	8	3,3	5	7	7	6,3	9,6
Омская 32	1	8	1	3,3	2	4	5	3,7	7,0
Памяти Вавенкова	2	2	5	3,0	6	1	1	2,7	5,7

Сравнение различных методов оценки генотипов по показателям пластичности и стабильности урожайности сортов яровой пшеницы показало, что их разрешающая способность не одинакова. Например, в статье В.И. Никитиной, Д.Ф. Федосенко (2020) показано, что проведенная оценка стабильности продуктивности культуры по методике Н.А. Соболева установила: сорт яровой пшеницы Канская находится в группе аутсайдеров [13, 14]. Поэтому методы, предложенные Э.Д. Неттевичем и В.В. Хангиль-диным для местных условий, будут наиболее точными и объективными. При многообразии состава сортов и их количества, а также условий испытания изменится абсолютная величина экологических показателей продуктивности культуры, но при этом взаимное расположение сортов сохранится.

Заключение. Оценка условий возделывания культуры за три года исследования по двум предшественникам показала, что наиболее благоприятными они были в 2016 г. по паровому предшественнику, а наименее – в 2017 г. по культурам сплошного сева.

В большей степени свой потенциал урожайности в условиях сортоучастка реализовали сорта Канская, Омская 32, Алтайская 70. Сравнение различных методов оценки сортов по стабильности и пластичности показало, что их разрешающая способность не одинакова. Наиболее полную информацию дает применение нескольких методов, при этом удобнее пользо- ваться принципом ранжирования сортов по всем параметрам и оценку проводить по сумме баллов.

В контрастных условиях выращивания сорта показали разные адаптивные свойства по урожайности. По сумме баллов лучшую экологическую пластичность и стабильность в данном наборе сортов показала мягкая яровая пшеница Канская. Она хорошо отзывается на улучшения условий выращивания и в меньшей степени снижает урожайность в неблагоприятных условиях.