Сравнительная оценка линий яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) в степной зоне Северо-Казахстанской области

Сравнительная оценка линий яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) в степной зоне Северо-Казахстанской области

Автор: Айдарбекова Т.Ж., Сыздыкова Г.Т., Малицкая Н.В., Нургазиев Р.Е., Хусаинов А.Т., Жабаева М.У., Маханова С.К., Шойкин О.Д.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Урожайность и адаптивность пшеницы

Статья в выпуске: 1 т.57, 2022 года.

Бесплатный доступ

Яровая мягкая пшеница ( Triticum aestivum L.) - одна из самых востребованных сельскохозяйственных культур в Республике Казахстан. В 2020 году валовой сбор зерна яровой мягкой пшеницы достиг 18,0 млн т, что стало самым высоким результатом за последние годы. Резерв увеличения урожайности сортов яровой мягкой пшеницы - повышение их адаптивности и улучшение хозяйственно ценных признаков. В представленной работе мы впервые отобрали хорошо адаптированные к условиям Северо-Казахстанской области линии яровой мягкой пшеницы, выделяющиеся по продуктивности, комплексу хозяйственно ценных параметров, экологической стабильности и пластичности. Цель работы - дать сравнительную оценку линиям яровой мягкой пшеницы различных групп спелости, максимально адаптированных к степной зоне Северного Казахстана, всесторонне изучить хозяйственно ценные признаки и оценить их взаимосвязь с урожайностью зерна. Опыты закладывали по паровому предшественнику (стационар ТОО Северо-Казахстанской сельскохозяйственной опытной станции, п. Шагалы, Северо-Казахстанская обл., 2018-2020 годы). Всего было изучено 28 линий яровой мягкой пшеницы, в том числе 20 среднеранних и 8 среднеспелых. В качестве стандартов использовали два сорта, зарегистрированные в Северо-Казахстанской области: Астана - для среднеранних, Омская 35 - для среднеспелых линий. Изучали продолжительность межфазных и вегетационного периодов, урожайность и основные элементы ее структуры. По результатам исследований продолжительность вегетационного периода составила у среднеранних линий 79, у среднеспелых - 80 сут. Более коротким вегетационным периодом внутри среднеранней группы выделились линии Лютесценс 1125 СП 2/09 (73 сут), Лютесценс 528 (74 сут), Лютесценс 630 СП 2/08 (74 сут), Лютесценс 742 СП 2/19 (74 сут), Лютесценс 715 СП 2/04 (75 сут), Лютесценс 687 СП 2/04 (75 сут), Лютесценс 1148 СП 2/09 (76 сут) при значении у стандарта сорта Астана 79 сут. В среднеспелой группе оптимальной длиной вегетационного периода характеризовались Линия 12/93-01 (82 сут), Линия 33/93-01-15 (82 сут), Лютесценс 2194 (82 сут), Лютесценс 1919 (85 сут) при значении 80 сут у стандартного сорта Омская 35. По урожайности зерна в среднеранней группе спелости выделились Лютесценс 588 СП 2/05 (2,3 т/га), Эритроспермум 738 2/09 (2,3 т/га), Лютесценс 857 СП 2/05 (2,4 т/га), Лютесценс 821 СП 1/08 (2,4 т/га), Лютесценс 715 СП 2/04 (2,4 т/га), превосходящие стандарт (2,0 т/га). В среднеспелой группе высокую урожайность имели Лютесценс 371/06 (2,4 т/га), Линия 12/93-01-10 (2,4 т/га), Лютесценс 1919 (2,5 т/га), Линия 55/94-01 (2,6 т/га), Линия 33/93-01-15 (2,8 т/га) в сравнении со стандартом Омская 35 (1,8 т/га). У среднеранних линий были получены следующие усредненные данные по основным элементам структуры урожая: число продуктивных стеблей - 154-244 шт/м2, число зерен в колосе - 21-28 шт., масса 1000 зерен - 36,6-43,4 г. В среднеспелой группе линий число продуктивных стеблей составило 170-252 шт/м2, число зерен в колосе - 23-30 шт., масса 1000 зерен - 34,2-45,2 г. У среднеспелых линий выявлена корреляционная связь урожайности с числом продуктивных стеблей ( r = 0,74-0,86, p = 0,95-1,29) и озерненностью колоса ( r = 0,31-0,71, p = 0,32-0,88), у среднеранних линий - достоверная положительная сопряженность с озерненностью колоса ( r = 0,35-0,86, p = 0,36-1,29) и тесную связь с числом продуктивных стеблей ( r = 0,68-0,83, p = 0,82-1,18). Связь урожайности с массой 1000 зерен была средней силы ( r = 0,37-0,54, p = 0,38-0,60), а в засушливый год - слабой отрицательной ( r = -0,16, p = 0,16). Таким образом, для степной зоны Северно-Казахстанской области в качестве исходного материала в селекции на засухоустойчивость и повышение адаптационного потенциала мы предлагаем использовать среднеранние линии Лютесценс 715 СП2/04, Лютесценс 821 СП2/08, Лютесценс 588 СП2/05, Эритроспермум 738 2/09 и среднеспелые Линия 33/93-01-15, Линия 55/94-01, Лютесценс 371/06, Лютесценс 1919, Линия 12/93-01-10.

Еще

Яровая мягкая пшеница, среднеранние линии, среднеспелые линии, вегетационный период, зерновая продуктивность, элементы продуктивности

Короткий адрес: https://sciup.org/142234469

IDR: 142234469

Список литературы Сравнительная оценка линий яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) в степной зоне Северо-Казахстанской области

  • Ray D.K., Mueller N.D., West P.C., Foley J.A. Yield trends are insufficient to double global crop production by 2050. PLoS ONE, 2013, 8(6): e66428 (doi: 10.1371/journal.pone.0066428).
  • Ramankutty N., Mehrabi Z., Waha K., Jarvis L., Kremen C., Herrero M., Rieseberg L.H. Trends in global agricultural land use: implications for environmental health and food security. Annual Review of Plant Biology, 2018, 69: 789-815 (doi: 10.1146/annurev-arplant-042817-040256).
  • Hall A.J., Richards R.A. Prognosis for genetic improvement of yield potential and water-limited yield of major grain crops. Field Crops Research, 2013, 143: 18-33 (doi: 10.1016/j.fcr.2012.05.014).
  • Foulkes M.J., Reynolds M.P. Chapter 16 — Breeding challenge: improving yield potential. In: Crop physiology (Second edition). Applications for genetic improvement and agronomy /V.O. Sadras, D.F. Calderini (eds.). Academic Press, Elsevier, 2015: 397-421 (doi: 10.1016/b978-0-12-417104-6.00016-9).
  • Flohr B.M., Hunt J.R., Kirkegaard J.A., Evans J.R., Swan A., Rheinheimer B. Genetic gains in nsw wheat cultivars from 1901 to 2014 as revealed from synchronous flowering during the optimum period. European Journal of Agronomy, 2018, 98: 1-13 (doi: 10.1016/j.eja.2018.03.009).
  • Lopes M.S., Reynolds M.P., Manes Y., Singh R.P., Crossa J., Braun H.J. Genetic yield gains and changes in associated traits of CIMMYT spring bread wheat in a "Historic" set representing 30 years of breeding. Crop Science, 2012, 52(3): 1123-1131 (doi: 10.2135/cropsci2011.09.0467).
  • Новохатин В.В. Обоснование генетического потенциала у интенсивных сортов мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.). Сельскохозяйственная биология, 2016, 51(5): 627-635 (doi: 10.15389/agrobiology.2016.5.627rus).
  • Кужахметов Б.А. Результаты экологического испытания сортов яровой пшеницы в условиях степной зоны Оренбургской области. Известия Оренбургского государственного университета, 2011, 3(31): 28-30.
  • Валекжанин В.С., Коробейников Н.И. Селекционная оценка коллекционного материала яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения в условиях Приобской лесостепи Алтайского края. Достижения науки и техники АПК, 2015, 29(6): 35-37.
  • Козленко Н.П., Поползухина Н.А., Поползухин П.В. Агроэкологическое обоснование возделывания яровой мягкой пшеницы. Омский научный вестник, 2015, 1(138): 138-141.
  • Li P., Chen J., Wu P. Agronomic characteristics and grain yield of 30 spring wheat genotypes under drought stress and nonstress conditions. Agronomy Journal, 2011, 103(6): 1619-1628 (doi: 10.2134/agronj2011.0013).
  • Якунина Н.А., Поползухина Н.А., Шмакова О.А., Поползухин П.В., Баяхметова С.Е., Дашкевич С.М., Мамыкина С.С., Бабкенов А.Т. Оценка экологической стабильности и пластичности сортов яровой мягкой пшеницы селекции ГНУ СибНИИСХ и ТОО НПЦЗХ им. А.И. Бараева. Сельскохозяйственный журнал, 2013, 3(6): 308-311.
  • Upadhyay D., Budhlakoti N., Singh A.K., Bansal R., Kumari J., Chaudhary N., Padaria J.C., Sareen S., Kumar S. Drought tolerance in Triticum aestivum L. genotypes associated with enhanced antioxidative protection and declined lipid peroxidation. 3 Biotech, 2020, 10(6): 281 (doi: 10.1007/s13205-020-02264-8).
  • AbdElgawad H., Zinta G., Beemster G.T.S., Janssens I.A., Asard H. Future climate CO2 levels mitigate stress impact on plants: increased defense or decreased challenge? Frontiers in plant science, 2016, 7: 556 (doi: 10.3389/fpls.2016.00556).
  • Определение органического вещества (гумуса) по методу Тюрина в модификации ЦИНАО: ГОСТ 26213-91. М., 2021.
  • Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки: ГОСТ 26423-85.М., 2011.
  • Определение нитратов по методу ЦИНАО: ГОСТ 26488-85. М., 2019.
  • Определение подвижного фосфора и калия в карбонатных почвах по методу Мачигина в модификации ЦИНАО: ГОСТ 26205-91. М., 2020.
  • Федин М.А. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1989.
  • Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М., 1985.
  • Trenberth K.E. Changes in precipitation with climate change. Climate Research, 2011, 47(1-2): 123-138 (doi: 10.3354/cr00953).
  • Ovenden B., Milgate А., Wade L., Rebetzke G., Holland J.B. Genome-wide associations for water-soluble carbohydrate concentration and relative maturity in wheat using SNP and dArT marker arrays. G3 Genes\Genomes\Genetics, 2017, 7(8): 2821-2830 (doi: 10.1534/g3.117.039842).
  • Nawaz A., Farooq M., Cheema S.A., Yasmeen A., Wahid A. Stay green character at grain filling ensures resistance against средниее in wheat. International Journal of Agriculture and Biology, 2013, 15(6): 1272-1276.
  • Ирмулатов Б.Р., Абдуллаев К.К., Комаров А.А., Якушев В.В. О перспективах прецизионного управления продуктивностью пшеницы в условиях Северного Казахстана. Сельскохозяйственная биология, 2021, 56(1): 92-102 (doi: 10.15389/agrobiology.2021.1.92rus).
  • Крупнов В.А. Засуха и селекция пшеницы: системный подход. Сельскохозяйственная биология, 2011, 1: 12-23.
  • Kobata T., Koj M., Barutjular C., Tanno K., Inagaki M. Harvest index is a critical factor influencing the grain yield of diverse wheat species under rain-fed conditions in the Mediterranean zone of southeastern Turkey and northern Syria. Plant Production Science, 2018, 21(2): 71-82 (doi: 10.1080/1343943X.2018.1445534).
  • Mondal S., Singh R.P., Huerta-Espino J., Kehel, Z., Autrique E. Characterization of heat- and drought-stress tolerance in high-yielding spring wheat. Crop Science, 2015, 55(4): 1552-1562 (doi: 10.2135/cropsci2014.10.0709).
  • Bevan M., Uauy C., Wulff B.B.H., Zhou J., Krasileva K., Clark M.D. Genomic innovation for crop improvement. Nature, 2017, 543: 346-354 (doi: 10.1038/nature22011).
  • Гончаров П.Л., Куркова С.В., Осипова Г.М. Реакция сортов яровой мягкой пшеницы на условия внешней среды в степной зоне Западной Сибири (Северная Кулунда). Достижения науки и техники АПК, 2013, 1: 5-7.
  • Diaz A., Zikhali M., Turner A.S., Isaac P., Laurie D.A. Copy number variation affecting the photoperiod-b1 and vernalization-a1 genes is associated with altered flowering time in wheat (Triticum aestivum). PLoS ONE, 2012, 7(3): 33234 (doi: 10.1371/journal.pone.0033234).
  • Yu S.-M., Lo S.-F., Ho T.-H.D. Source-sink communication: regulated by hormone, nutrient, and stress cross-signaling. Trends in Plant Science, 2015, 20(12): 844-857 (doi: 10.1016/J.TPLANTS.2015.10.009).
  • Martinez-Barajas E., Delatte T., Schluepmann H., Jong G.J., Somsen G.W., Nunes C., Primavesi L.F., Coello P., Mitchell R.A., Paul M.J. Wheat grain development is characterized by remarkable trehalose 6-phosphate accumulation pregrain filling: tissue distribution and relationship to SNF1-related protein kinase1 activity. Plant Physiology, 2011, 156(1): 373-381 (doi: 10.1104/pp.111.174524).
  • Захаров В.Г., Яковлева О.Д. Изменение урожайности и элементов ее структуры у сортов яровой пшеницы разных периодов сортосмены. Достижения науки и техники АПК, 2015, 10: 53-57.
  • Li M., Liu Y., Ma J., Zhang P., Wang C., Su J., Yang D. Genetic dissection of stem WSC accumulation and remobilization in wheat (Triticum aestivum L.) under terminal drought stress. BMC Genetics, 2020, 21: 50 (doi: 10.1186/s12863-020-00855-1).
  • Елисеев В.И, Сандакова Г.Н. Влияние погодных факторов и различных доз минеральных удобрений на формирование элементов структуры урожая яровой мягкой пшеницы в Оренбургском Предуралье. Известия Оренбургского государственного аграрного университета, 2019, 2(76): 37-39.
  • Ионова Е.В. Засуха и засухоустойчивость зерновых колосовых. Зерновое хозяйство России, 2011, 2(14): 37-41.
  • Zhang H., Chen J., Li R., Deng Z., Zhang K., Liu B., Tian J. Conditional QTL mapping of three yield components in common wheat (Triticum aestivum L.). Crop Journal, 2016, 4(3): 220228 (doi: 10.1016/j.cj.2016.01.007).
  • Lawlor D.W., Paul M.J. Source/sink interactions underpin crop yield: the case for trehalose 6-phosphate/SnRK1 in improvement of wheat. Frontiers in Plant Science, 2014, 5: 418 (doi: 10.3389/fpls.2014.00418).
  • Abdolshahi R., Nazari M., Safarian A., Sadathossini T.S., Salarpour M., Amiri H. Integrated selection criteria for drought tolerance in wheat (Triticum aestivum L.) breeding programs using discriminant analysis. Field Crops Research, 2015, 174: 20-29 (doi: 10.1016/j.fcr.2015.01.009).
  • Slafer G.A., Elia M., Savin R., Garcia G.A., Terrile I.I., Ferrante A., Miralles D.J., Gonzalez F.G. Fruiting efficiency: an alternative trait to further rise wheat yield. Food and Energy Security,, 2015, 4(2): 92-109 (doi: 10.1002/fes3.59).
  • Alonso M.P., Mirabella N.E., Panelo J.S., Cendoya M.G, Pontaroli A.C. Selection for high spike fertility index increases genetic progress in grain yield and stability in bread wheat. Euphytica, 2018, 214: 112 (doi: 10.1007/s10681-018-2193-4).
  • Simmonds J., Scott P., Brinton J., Teresa C.M., Bush М., Blanco del А., Dubcovsky J., Uauy C.A. Splice acceptor site mutation in TaGW2-A1 increases thousand grain weight in tetra-ploid and hexaploid wheat through wider and longer grains. Theoretical and Applied Genetics, 2016, 129: 1099-1112 (doi: 10.1007/s00122-016-2686-2).
  • Lázaro l., Abbate P. Cultivar effects on relationship between grain number and photothermal quotient or spike dry weight in wheat. Journal of Agricultural Science, 2012, 150(4): 442-459 (doi: 10.1017/S0021859611000736).
  • Luján Basile S.M., Ramírez I.A., Crescente J.M., Conde M.B., Demichelis M., Abbate P., Rogers W.J., Pontaroli A.C., Helguera M., Vanzetti L.S. Haplotype block analysis of an Argentinean hexaploid wheat collection and GWAS for yield components and adaptation. BMC Plant Biology, 2019, 19(1): 553 (doi: 10.1186/s12870-019-2015-4).
  • Краснова Ю.С. Изменчивость элементов продуктивности сортов яровой мягкой пшеницы в Западной Сибири. Вестник ОмГАУ, 2016, 1(21): 64-70.
  • Su Z., Hao C., Wang L., Dong Y., Zhang X. Identification and development of a functional marker of tagw2 associated with grain weight in bread wheat (Triticum aestivum L.). Theoretical and Applied Genetics, 2011, 122(1): 211-223 (doi: 10.1007/s00122-010-1437-z).
  • Валекжанин В.С., Коробейников Н.И. Изменчивость и характер наследования числа зерен колоса гибридами F1 мягкой яровой пшеницы в условиях Приобской лесостепи Алтайского края. Вестник АГАУ, 2020, 3(185): 23-29.
  • Abbate P.E., Pontaroli A.C., Lázaro L., Gutheim F. A method of screening for spike fertility in wheat. Journal of Agricultural Science, 2013, 151(3): 322-330 (doi: 10.1017/S0021859612000068).
  • Terrile I.I., Miralles D.J., González F.G. Fruiting efficiency in wheat (Triticum aestivum L): trait response to different growing conditions and its relation to spike dry weight at anthesis and grain weight at harvest. Field Crops Research, 2017, 201: 86-96 (doi: 10.1016/j.fcr.2016.09.026).
  • Ly D., Huet S., Gauffreteau A., Rincent R., Touzy G., Mini A., Jannink J.-L., Cormier F., Paux E., Lafarge S., Le Gouis J., Charmet G. Whole-genome prediction of reaction norms to environmental stress in bread wheat (Triticum aestivum L.) by genomic random regression. Field crops research, 2018, 216: 32-41 (doi: 10.1016/j.fcr.2017.08.020).
  • Коробейников Н.И., Валекжанин В.С., Пешкова Н.В. Принципы и основные результаты селекции яровой мягкой пшенице в Алтайском крае (2007-2014 гг.). Достижения науки и техники АПК, 2015, 29(6): 21-26.
  • Ma L., Li T., Hao C., Wang Y., Chen X., Zhang X. TaGS5-3A, a grain size gene selected during wheat improvement for larger kernel and yield. Plant Biotechnology Journal, 2016, 14(5): 12691280 (doi: 10.1111/pbi.12492).
  • Wolde G.M., Mascher M., Schnurbusch T. Genetic modification of spikelet arrangement in wheat increases grain number without significantly affecting grain weight. Molecular Genetics and Genomics, 2019, 294: 457-468 (doi: 10.1007/s00438-018-1523-5).
  • Azam S.M., Mohammad F., Ahmad I., Khalil I.H., Jadoon S.A., Nasim A. Divergence in F3 segregating bread wheat populations. International Journal of Basic & Applied Sciences, 2013, 13(03): 94-99.
  • Babkenov A.T., Kairzhanov Y.K., Mussynov K.M., Bazilova D.S., Zaitseva O.I. Productivity of spring soft wheat cultivars grown in Northern Kazakhstan. Ecology, Environment and Conservation,
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp