Оценка экологической стабильности сортов яровой мягкой пшеницы на сортоучастках Красноярского края

Введение. Необходимым условием для улучшения экономического и экологического состояния агропромышленного комплекса в Красноярском крае является устойчивый рост валового сбора зерна. Важную роль в стабильности его повышения отводится сорту. Современное растениеводство предъявляет к возделываемым сортам определенные требования: высокая стабильная урожайность, хорошие технологические показатели качества зерна, пригодность к возделыванию в данном регионе.

Разнообразие агроэкологических условий в земледельческой зоне Красноярского края, неустойчивость погодных условий, недостаточная приспособленность возделываемых сортов приводит к резким колебаниям урожайности пшеницы по годам, как по отдельным почвенногеографическим зонам, так и в среднем по краю. Поэтому ценными будут те сорта, которые имеют более высокую урожайность и меньший размах ее колебаний в разных условиях вегетации.

A.A. Жученко считал, что одной из причин увеличения в стране разрыва между урожайностью основных культур на сортоучастках и в производстве является низкая надежность оценки агроэкологической адаптивности сортов и гибридов по результатам их сортоиспытания [3].

ФГБУ «Государственная комиссия Российской Федерации по иcпытанию и охране селекционных достижений» («Госсорткомиссия») оценивает сорта по средней урожайности на сортоучастках, не учитывая их экологической стабильности. Полученные сведения о приспособительных свойствах позволят более точно определить ареал оптимального агроэкологического районирования сорта по зонам, а также, учитывая его пластичность, создать ему соответствующие условия выращивания [1, 2, 4–6].

Цель исследования : определить экологическую стабильность сортов яровой мягкой пшеницы, проходящих испытание на госсортоучаст-ках края.

Исходный материал и методы исследования. Для изучения были выбраны 16 сортов мягкой яровой пшеницы разных групп спелости: раннеспелые (Новосибирская 15); среднеранние (Алтайская 70, Новосибирская 29, Новосибирская 31, Памяти Вавенкова, Омская 32, Канская, Новосибирская 41); среднеспелые (Новосибирская 18, Сибирский Альянс, Алтайская 75, Омская краса, Предгорная, Курагинская 2, Красноярская 12); среднепоздние (Свирель), – про- ходящих испытание на 8 сортоучастках края (Краснотуранский, Каратузский, Минусинский, Назаровский, Сухобузимский, Саянский, Ужур-ский, Уярский) по двум предшественникам (черный пар, зерновые) в 2016–2018 гг. Сортоучастки охватывают основные растениеводческие зоны возделывания яровой пшеницы в крае (III– VIII).

Взаимодействие «генотип × среда», достоверность влияния отдельных факторов на урожайность определяли методом четырехфакторного дисперсионного анализа [9].

Экологическую стабильность изучаемых сортов оценивали по методике Н.А. Соболева [10].

Закладка опытов, учеты и наблюдения на сортоучастках проводятся в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [7, 8].

Результаты исследования и их обсуждение. Несовпадение показателей по урожайности зерна у сортов при дисперсионном анализе дает вариансу, которая отражает взаимодействие изучаемых факторов. Чем больше уровень урожайности сортов варьирует и не совпадает, тем выше доля изменчивости, обусловленная взаимодействием «генотип × среда».

Преобладающий вклад в общую фенотипическую изменчивость урожайности внесли географические условия расположения сортоучастков (географический пункт) – 48,2 %, взаимодействие факторов «годы × сортоучастки» – 16,0 % (рис. 1). Чрезвычайное разнообразие агроэкологических условий вегетации в зональном аспекте и по годам вызывает высокую вариабельность урожайности сортов в разных географических пунктах.

Самая высокая урожайность изучаемых сортов была получена на Уярском и Ужурском сортоучастках (рис. 2). В данных географических пунктах они способны более максимально использовать природные и агротехнические факторы для реализации потенциальной продуктивности. Худшие условия вегетации складывались для формирования урожайности на Каратузском и Саянском сортоучастках.

На генотипические различия между сортами пшеницы и влияние предшественников приходилось только 4,8; 5,0 % от общей изменчивости урожайности.

Рис. 1. Доля влияния факторов на изменчивость урожайности, %:

А – сорта; В – годы; С – предшественники; Д – сортоучастки (географическая зона)

Рис. 2. Средняя урожайность изучаемых сортов яровой пшеницы по сортоучасткам края, т/га (НСР 05 = 0,21): сортоучастки – 1 – Краснотуранский;

2 – Каратузский; 3 – Минусинский; 4 – Назаровский;

5 – Сухобузимский, 6 – Саянский; 7 – Ужурский; 8 – Уярский

Вклад условий вегетации «годы» в изменчивость урожайности по сравнению с другими факторами менее значителен – 0,9 %. Средняя урожайность была более низкой в 2016 г. (2,62 т/га) и высокой – в 2018 г. (2,90 т/га).

Доля влияния других взаимодействий между изучаемыми факторами была существенна и составляла от 0,1 (АС) до 5,1 % (ВСД). Влияние отрицательного взаимодействия (типа сорт × географический пункт, годы × географический пункт, предшественник × географический пункт и др.) можно преодолеть, выращивая большее число сортов в одном регионе, располагая их по лучшим предшественникам и географическим зонам, соблюдая агротехнику возделывания. Необходимо использовать также влияние положительного взаимодействия факторов (сорт × год, сорт × географический пункт и др.), т. е. способность данного сорта активнее использовать погодные условия вегетации и географического пункта, успешнее противостоять болезням и вредителям и т. д.

Растениеводство интересует уровень и стабильность урожайности возделываемых сортов. Основным требованием, предъявляемым к со- временным сортам, является устойчивость к лимитирующим урожайность факторам среды.

Нестабильность сорта даже при высоком уровне урожайности может нанести определенный вред экономике производства. Высокая урожайность зерна в отдельные годы вызывает затруднения с транспортом для уборки и его перевозки, с первичной обработкой и сушкой зерна, складскими помещениями для хранения зерна. В годы же с низкой урожайностью производство недополучает продукцию как для продажи государству, так и для собственных нужд, техника загружается не полностью. Высокая экологическая стабильность при низкой средней урожайности сорта также дает недостаточно высокий уровень доходности производства. Поэтому необходимо выбирать такие сорта, которые в течение нескольких лет будет давать высокие и стабильные урожаи.

Н.А. Соболев предлагает оценивать экологическую стабильность, пользуясь показателем относительной стабильности признака (st2) [10]:

st² = ( x ²-s²)/ x ², (1)

где x – средний урожай сорта; s² – общая дисперсия урожаев данного сорта.

Чем больше величина st2,  тем выше экологическая стабильность изучаемого сорта.

Средняя стабильная урожайность определяется при помощи критерия А:

А =    ( x ²- s²).

Чем выше значение критерия, тем более высокий уровень средней стабильной урожайности получен у сорта в данных условиях.

Наше исследование показало, что изучаемый материал представлен сортами, в различной степени сочетающих среднюю урожайность и стабильность (табл.).

Параметры экологической стабильности сортов яровой пшеницы по урожайности (2016–2018 гг.) (по данным 96 дат)

Сорт	Средняя у р ожайность ( х )		Показатель стабильности (st2)	Стабильная урожайность (А)
	т/га	место		т/га	место
Алтайская 70	2,68	8	0,81	2,42	4
Канская	2,56	12	0,88	2,40	5
Новосибирская 15	2,31	14	0,53	1,68	15
Новосибирская 29	2,52	13	0,53	1,83	14
Новосибирская 31	2,66	9	0,80	2,37	6
Новосибирская 41	2,63	10	0,77	2,30	8
Новосибирская 18	2,94	4	0,86	2,72	3
Омская 32	2,57	11	0,84	2,36	7
Омская Краса	3,00	3	0,43	1,97	11
Памяти Вавенкова	2,23	15	0,76	1,95	12
Алтайская 75	2,94	4	0,52	2,12	10
Красноярская 12	2,86	7	0,72	2,74	2
Курагинская 2	3,09	2	0,87	2,89	1
Предгорная	3,17	1	0,38	1,95	12
Свирель	2,93	5	0,43	1,92	13
Сибирский Альянс	2,89	6	0,62	2,27	9
НСР 05	0,21	–	–	0,27	–

По средней урожайности в исследуемые годы заслуживают внимания среднеспелые сорта: Предгорная, Курагинская 2, Омская краса. Самую низкую урожайность показали среднеранний сорт Памяти Вавенкова и раннеспелый – Новосибирская 15.

Самая высокая стабильная урожайность оказалась у сорта Курагинская 2, который по средней арифметической урожайности в классовых интервалах ранжированного ряда занимал второе место, по экологической стабильности – первое.

Заслуживает внимания сорт Красноярская 12, который по средней урожайности занимал 7-е место, по стабильной – 2-е.

Сорт пшеницы Предгорная, выделившийся самой высокой средней урожайностью, показал низкую стабильную урожайность – 12-е место. Показатель относительной стабильности признака (st2) у данного сорта самый низкий (0,38), что говорит о его интенсивности и требовательности к условиям возделывания.

К группе сортов, отзывчивых на улучшение условий выращивания, но имеющих стабильную урожайность в ранжированном ряду ниже по сравнению с средней арифметической относятся: Предгорная, Омская краса, Алтайская 75, Свирель, Сибирский альянс.

Выделены сорта яровой пшеницы, способные давать высокую, но при этом стабильную урожайность не только в благоприятных, но и в контрастных условиях выращивания: Курагин-ская 2, Красноярская 12, Новосибирская 18.

Высоким показателем относительной стабильности урожайности характеризуются сорта Канская, Алтайская 70, Омская 32, Новосибирская 31, которые имели в разнообразных условиях среды стабильные и хорошие урожаи.

Определилась группа образцов, имеющая низкие и стабильные урожаи в разнообразных условиях выращивания: Новосибирская 15, Новосибирская 29.

Выводы . Изученные сорта яровой мягкой пшеницы в разных агроэкологических условиях края отличались изменчивостью стабильности урожайности и показали значительные различия по средней и стабильной урожайности. По показателю относительной стабильности признака наименее стабильными в различных условиях вегетации и разных географических пунктах оказались следующие сорта: Предгорная, Омская краса, Алтайская 75, Свирель, Сибирский альянс.

В резко различающихся агроэкологических условиях обеспечили более устойчивую урожайность зерна сорта Курагинская 2 (ГНУ Красноярский НИИСХ), Красноярская 12 (ГНУ Красноярский НИИСХ), Новосибирская 18 (ГНУ Сибирский НИИРС СО РАСХН), которые лучше использовали условия среды для формирования продуктивности.

Сорта интенсивного типа с высоким генетическим потенциалом продуктивности следует возделывать в более благоприятных географических пунктах с высоким уровнем агротехники: Предгорная, Омская краса, Алтайская 75, Свирель.

Стабильную и хорошую урожайность имели в разнообразных условиях вегетации сорта: Канская, Алтайская 70, Омская 32, Новосибирская 31.

Для объективной и полной характеристики сортов при сортоиспытании необходимо использовать сочетание различных статистических методов и показателей, характеризующих их потенциальные возможности. Показатели пластичности и стабильности позволят определить ареал оптимального агроэкологического районирования сортов, ранжировать их для интенсивной и экстенсивной технологий возделывания.