Оценка современных сортов пшеницы яровой на устойчивость к засухе

Введение. В сельском хозяйстве засуха является одним из стресс-факторов, сильно снижающих урожайность сельскохозяйственных культур [1, 2]. Она влияет на различные уровни процессов в растениях: от экспрессии генов до воздействия на фотосинтез, характер роста и развития [3].

Однако в результате селекции на высокую урожайность культурных растений, устойчивость к стрессорам у современных сортов и гибридов, в том числе у яровой пшеницы, обычно снижается [4].

Для исправления ситуации весьма важно проводить оценку генетических ресурсов сельскохозяйственных культур по устойчивости к засухе и выделять ценные источники этого важного свойства растений для селекции. Это позволит повысить эффективность создания высокоурожайных адаптивных сортов.

Условия, материалы и методы. Исследования проводились в рамках совместного проекта по селекции на базе ЦКП «Генетические ресурсы растений и их использование» ФГБОУ ВО Орловский ГАУ совместно с Шатиловской СХОС ФГБНУ ФНЦ ЗБК, согласно тематическому плану-заданию Министерства сельского хозяйства РФ.

Объектом исследований являлись сортообразцы яровой пшеницы из разных селекционных центров России. Лабораторная оценка опытного материала на засухоустойчивость семян проводилась методом прорастания их на осмотическом растворе маннита [5], в чашках Петри и рулонным методом, адаптированным к яровой пшенице по ГОСТ 12038-84. Осмотическое давление раствора 18 атм., повторность по сорту 8-кратная. В условиях полевого опыта площадь делянки составляла 25 м2, размещение – систематическое со смещением, повторность 4-кратная, технология выращивания – общепринятой для региона [6]. Математическая и статистическая обработка экспериментальных данных проведена с помощью современных компьютерных программ.

Результаты исследований и их обсуждение. В результате исследований установлено, что современные сорта яровой пшеницы в условиях Шатиловской СХОС обеспечивают получение урожайности зерна в среднем 3,7 т/га. В годы экологического испытания (2014 - 2019) ее величина варьировала от 2,1 до 4,6 т/га. В благоприятных погодных условиях вегетации растений по увлажнению и температуре воздуха, урожайность зерна отдельных сортов достигала величины 5,0 т/га и более [7].

Ранее нами было показано, что сорта и селекционные образцы яровой пшеницы существенно различались по устойчивости процесса прорастания к осмотическому стрессу. Оценка на растворе сахарозы (осмотическое давление 18 атм.), позволила выделить у культуры сорта с высокой засухоустойчивостью на ранних этапах развития: Воронежская 18, Вятчанка, Дарья, Йолдыз, Курьер, Любава, Тулайковская 110. В условиях осмотического стресса всхожесть их составляла 72-88 %, по сравнению с прорастанием в воде [8].

Лабораторная оценка семян новых сортов яровой пшеницы проводилась на осмотическом растворе маннита (осмотическое давление 18 атм.). Согласно полученным результатам, относительная засухоустойчивость данной партии сортов составляет в среднем 39,7 %. Среди них наиболее высокой устойчивостью к засухе характеризуются Аль-Варис и Хуторянка (рис. 1).

Illlllllllllllll^m

Рисунок 1 – Относительная засухоустойчивость семян современных сортов яровой пшеницы (% семян, проросших на растворе маннита (давление 18 атм.), по отношению к проросшим на воде)

Реакция сортов на осмотический стресс проявлялась и по показателям линейного роста стебля и корня. Так, у двухнедельных проростков длина корешка варьировала от 16,0 до 19,9 см, а длина стебля от 15,9 до 22,9 см. При этом рост стебля был подвержен депрессии в меньшей степени, чем корешка. В среднем длина стебля была меньше, чем на контроле на 17 %, а длина корешка – на 23 % [9].

Заключение. Результаты наших исследований показывают, что у яровой пшеницы отбор засухоустойчивых генотипов на ранних этапах развития можно проводить и по длине корешка. Для этого следует применять метод рулонов, который позволяет на растворе маннита с осмотическим давлением 18 атм. достаточно эффективно выделять сортообразцы, отличающиеся повышенной устойчивостью к дефициту влаги, и использовать их в селекции яровой пшеницы как перспективный исходный материал.