Влияние агрометеорологических условий на урожай зерна ярового ячменя в условиях Среднего Поволжья

Исследования проведенные в XX в. показали, что в условиях характерного для России континентального климата гидрометеорологические факторы являются важнейшей причиной, определяющей годичное изменение урожайности, при различных уровнях интенсификации земледелия [1].

Климат Самарской области умеренно континентальный. Свыше 90% территории Самарской области находится в засушливом Заволжье и характеризуется большой контрастностью и неустойчивостью погодных условий с частыми проявлениями засушливых и суховейных дней в период вегетации сельскохозяйственных культур [2]. Характеризуя почвенно-климатические ресурсы Самарской области, можно отметить, что они благоприятны для возделывания ярового ячменя, однако периодически повторяющиеся засухи являются основной причиной колебания урожаев [3].

Одним из наиболее экономически целесообразных путей стабилизации урожаев зерна сельскохозяйственных культур, является создание более приспособленных к местным условиям сортов ярового ячменя.

Новые сорта должны обладать высоким уровнем адаптивного потенциала, не только по засухоустойчивости, но и иметь соответствующие признаки позволяющие в складывающихся благоприятных условиях роста и развития, значительно увеличивать реализацию биологического потенциала.

Цель нашего исследования заключается в определении влияния агроклиматических условий на урожайность ярового ячменя, а так же выделить сорта ярового ячменя с высоким уровнем стабильности и пластичности.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились с 1998 по 2018 гг. на базе Самарского НИИСХ им. Н.М. Тулайкова, в лаборатории селекции серых хлебов. В качестве материала для исследований были взяты сорта ярового ячменя селекции Самарского НИ-ИСХ, Поволжского НИИСС, Татарского НИИСХ, Оренбургского НИИСХ, Ставропольского НИ-ИСХ, Пензенского НИИСХ, Краснокутской ГСС. Опыты закладывались на делянках площадью 20 м². Посев осуществлялся сеялками СН-10 ц и «Клен»-1,5. Предшественник — горох. Повторность четырех кратная, расположение делянок рендамезированное. Уборка осуществлялась комбайном Сампо — 130. Стандартом служил сорт Беркут. Фенологические наблюдения и учеты проводились согласно методическим рекомендациям госкомиссии [4]. Влияние факторов среды на урожай зерна сортов ярового ячменя определяли по экологической пластичности (bi) и стабильности (S²) по методу S.A. Eberhart, W.A. Rassiell в изложении Пакудина [5]. Общую гомеостатичность (Hom) определяли по Хангильди-ну [6]. Статистическая обработка экспериментальных данных проводилась с использованием пакета прикладных программ Агрос 2,0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Агроклиматические условия за годы исследований характеризовались большой контрастностью. Наиболее благоприятными для роста и развития растений были 1999, 2003, 2004, 2007, 2017 гг. В 2017 году наблюдалась максималь- ный урожай зерна за все годы исследований (40,0 - 48,8 ц/га). В период вегетации отмечено достаточное увлажнение (ГТК = 0,96-2,10). Сумма осадков колебалась от 136,8 до 207,2 мм, а средняя температура воздуха не поднималась выше 20,3-21,8 ºС. Наиболее неблагоприятными по влагообеспеченности были 1998, 2009, 2010, 2015, 2016 гг. В периоды всходы-колошение и колошение-полная спелость гидротермический коэффициент колебался от 0,04 до 0,69 в зависимости от года. Средняя температура воздуха поднималась до 24,9 °С, при сравнительно небольшом количестве осадков 22,3-110,7 мм.

Установлено, что в период всходы-колоше-ние средняя температура воздуха за годы исследования составила 17,7 °С с колебаниями от 13,5 до 21,8 °С (таблица 1). Количество осадков за этот период колебалось от 3,3 до 113,9 мм., ГТК составили 0,05 - 2,10. Период колошение-полная спелость характеризовался повышенным температурным режимом и большим количеством осадков. Средняя температура воздуха составила 21,7 °С, с колебаниями в зависимости от года 19,1-24,9 °С. Среднее количество осадков колебалось от 3,2 до 163,4 мм. ГТК составил 0,05-1,41.

В засушливых условиях Среднего Поволжья, по мнению В.А. Кумакова [7], наиболее важной частью вегетационного периода является увеличение продолжительности периода колошение-полная спелость, это согласуется с нашими исследованиями. В ходе корреляционного анализа установлено, что продолжительность периода колошение-полная спелость положительно коррелирует с урожаем зерна (r=0,385) (таблица 2).

Период всходы-колошение в условиях Среднего Поволжья у ярового ячменя является наиболее важным в развитии. В этот период идут процессы нарастания вегетативной массы и их корневой системы, растение подготавливается к репродукционному периоду. Корреляцион-

Таблица 1. Значение гидротермических показателей в зависимости от фаз развития ярового ячменя, 1998 — 2018 гг.

Показатели	среднее	min	max	CV, %
Всходы - колошение
Средняя температура воздуха, °C	17,7	13,5	21,8	12,6
Количество осадков, мм	51,9	3,3	113,9	63,1
ГТК	0,76	0,05	2,1	66,5
Колошение — полная спелость
Средняя температура воздуха, °C	21,7	19,1	24,9	6,1
Количество осадков, мм	60,9	3,2	163,4	66,9
ГТК	0,62	0,04	1,41	62,8

Таблица 2. Влияние агрометеорологических условий на урожай зерна ярового ячменя в зависимости от фаз развития

Параметры Продолжительность периода Фаза развития всходы-колошение 0,281 колошение-полная спелость 0,385* Средняя температура воздуха -0,530* -0,335 Количество осадков 0,536* -0,036 ГТК 0,609** -0,038 ные анализ показал высокую сопряженность количества осадков в период всходы-колошение (r=0,536), ГТК (r=0,609) с урожаем зерна и отсутствием таковых в период колошение-полная спелость.

По мнению некоторых авторов [8], в связи с изменением климата, основным фактором влияющим на урожай зерна растений становится температура воздуха в критические фазы развития. В наших опытах отмечено отрицательное влияние средней температуры воздуха на урожай зерна в период всходы-ко-лошение (r=-0,530) и колошение-полная спелость (r=-0,536).

При оценке адаптивности сортов ярового ячменя актуален анализ пластичности по коэффициенту регрессии (bi) и стабильности по показателю дисперсии (S²) [9]. Изучение сортов в питомнике экологического испытания позволило выявить сорта с различной нормой реакции на изменяющиеся условия внешней среды. Так сорта Лунь и Вакула имели коэффициент регрессии больше 1,0 (bi=1,08 и 1,10, соответственно) (таблица 3). Эти сорта имели высокие показатели урожая зерна только в благоприятные годы, в неблагоприятные годы происходило снижение урожая зерна. Сорта Вакула и Лунь имели также самый низкий показатель гомеостатичности (Hom=0,74 и 0,80, соответственно), который характеризует способность растений сводить к минимуму последствия неблагоприятных влияний условий среды и дефицита элементов питания в различные периоды развития организма. Сорта

Таблица 3. Адаптивность сортов ярового ячменя по урожаю зерна, Самарский НИИСХ, 2015-2018

Сорт	Урожай зерна, ц/га					Параметры
	2015 г.	2016 г.	2017 г.	2018 г.	средняя	bi	S²di	Hom
Беркут	10,0	25,6	45,9	18,8	25,1	1,00	4,61	1,15
Раушан	7,3	18,7	43,5	17,5	21,8	1,00	5,65	0,85
Анна	8,8	20,8	46,2	20,0	24,0	1,03	7,71	0,97
Вакула	7,8	19,9	45,9	13,5	21,8	1,10	6,86	0,74
Гелиос УА	9,5	18,7	41,0	18,2	21,9	0,87	6,29	1,13
Донецкий 8	11,7	22,9	46,7	19,9	25,3	0,98	1,62	1,22
Прерия	8,4	22,2	45,9	16,9	23,4	1,05	0,15	0,90
Безенчукский2	11,9	20,5	48,8	19,7	25,2	1,05	15,41	1,07
Ястреб	9,3	23,4	44,6	18,6	24,0	0,98	1,26	1,09
Орлан	8,6	21,1	46,5	20,5	24,2	1,04	9,20	0,97
Нутанс553	9,4	23,1	46,8	18,3	24,4	1,05	0,01	1,00
ЯК-401	7,7	23,0	43,8	20,5	23,8	0,97	11,55	1,04
Лунь	7,3	21,7	45,6	15,3	22,5	1,08	1,23	0,80
Волгарь	7,9	24,4	40,0	13,6	21,5	0,90	24,87	1,02
Поволжский65	9,6	23,4	40,2	14,3	21,9	0,87	13,48	1,16
Агат	9,9	24,4	47,1	17,3	24,7	1,05	1,34	1,02
Казак	10,5	24,3	46,6	17,9	24,8	1,02	1,67	1,10
Батик	10,8	22,7	44,8	17,5	24,0	0,96	1,07	1,15

Гелеос УА и Поволжский 65 отнесены к сортам с низкой экологической пластичностью (bi=0,87), они слабо реагировали на изменение факторов среды. Остальные сорта имели среднюю интенсивность (показатель bi близкий к единице). Выделены сорта Беркут, Донецкий 8, Агат, Казак, Батик отличающиеся высоким урожаем зерна (24,0-25,3 ц/га) и оптимальными параметрами адаптивности (bi=0,96-1,05; S²=1,07-4,61; Hom=1,02-1,22).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе исследований установлено, что продолжительность периода колошение-полная спелость положительно коррелирует с урожаем 6. зерна (r=0,385). Отмечена высокая сопряженность количества осадков в период всходы-колошение (r=0,536), ГТК (r=0,609) с урожаем зерна и отсутствием таковой в период колоше-   7.

ние-полная спелость, в связи с чем период всхо-ды-колошение является наиболее важным при 8. оценки селекционного материала ярового яч- 9 меня. Выделены сорта Беркут, Донецкий 8, Агат,   .

Казак, Батик отличающиеся высоким урожаем зерна (24,0-25,3 ц/га) и оптимальными параметрами адаптивности (bi=0,96-1,05; S²=1,07-4,61; Hom=1,02-1,22).