Влияние погодных условий на хозяйственно ценные признаки сортов ячменя ярового в лесостепной зоне Среднего Поволжья
Автор: Косых Лариса Александровна, Столпивская Евгения Валерьевна, Никонорова Юлия Юрьевна
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Агрономия
Статья в выпуске: 1, 2022 года.
Бесплатный доступ
Цель исследования - выявить влияние погодных факторов на хозяйственно ценные признаки сортов ячменя ярового селекции Поволжского НИИСС. Исследование проводилось в Поволжском научно-исследовательском институте селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова в 2016-2020 гг. Закладку полевого опыта, учеты, измерения, фенологические наблюдения проводили в соответствии с Методикой Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур; статистическую обработку данных - методом дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова с использованием пакета компьютерных программ Excel. Критические значения коэффициента корреляции: r05 = 0,347; r01 = 0,478. Расчет гидротермического коэффициента осуществляли по методике Г.Т. Селянинова. Объектами изучения являлись 7 сортов ячменя ярового: Беркут, Агат, Батик, Поволжский 22, Поволжский 49, Поволжский 65, Поволжский янтарь. Проведенное исследование по изучению сортов ячменя ярового в условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья позволило проанализировать реакцию сортов по основным хозяйственно ценным признакам. Все изучаемые сорта относятся к группе среднеспелых (71-74 сут). За все годы исследования самым высокорослым был сорт Поволжский 65 - 70,4 см. Наибольшая урожайность семян отмечена у сорта Батик - 2,80 т/га. По показателям масса 1000 зерен (47,7 г) и содержание протеина в зерне выделился сорт Агат - 14,33 %. Установлена тесная зависимость количества осадков в период всходы - колошение ячменя (II декада мая - июнь) с урожайностью семян и средняя корреляция с высотой растений. Показатель суммы активных температур имеет сильную корреляционную связь с длиной вегетационного периода, среднюю зависимость - с урожайностью семян и массой 1000 зерен. Прослеживалась средняя корреляционная связь между высотой растений и урожайностью семян, длиной вегетационного периода и урожайностью, массой 1000 зерен и высотой растений.
Ячмень яровой, урожайность, температура, осадки, гтк, корреляционный анализ
Короткий адрес: https://sciup.org/140292533
IDR: 140292533
Текст научной статьи Влияние погодных условий на хозяйственно ценные признаки сортов ячменя ярового в лесостепной зоне Среднего Поволжья
Введение. Яровой ячмень – одна из важнейших сельскохозяйственных культур, что объясняется исключительной кормовой и пищевой ценностью зерна, высокой пластичностью культуры, способностью произрастать почти на всех широтах от зон вечной мерзлоты до полупустынь [1, 2].
За последние годы селекционерами выведено много высопродуктивных сортов ярового ячменя. Однако их продуктивность во многом ограничивается погодными условиями, в первую очередь – недостатком влаги. Среднесуточная температура воздуха также играет немаловажную роль. Соотношение этих показателей позволяет оценить погодные условия как благоприятные или негативные для формирования урожайности ярового ячменя [3].
Так, установлено, что в засушливые годы формируется зерно с повышенным содержанием белка при одновременном снижении урожайности. Содержание белка в зерне ячменя во влажные годы, как правило, связано с удлинением вегетационного периода и созданием бла- гоприятных условий для накопления углеводов и уменьшения белка. А в годы с избыточным увлажнением ячмень становится непригодным для пивоварения из-за сильного полегания, поражения фузариозом, снижения способности к прорастанию [4].
Одним из важнейших элементов структуры урожая является крупность зерна, выраженная через массу 1000 зерен. Данный показатель является сортовым признаком, но при этом может варьировать в зависимости от условий выращивания. В крупном зерне, как правило, наблюдается повышенное содержание крахмала, в мелком – высокое содержание белка [5, 6].
Высокая востребованность сортов ячменя ярового селекции Поволжского НИИСС в таких регионах, как Уральский и Волго-Вятский, обуславливает необходимость более углубленного изучения влияния агрометеорологических условий на хозяйственно ценные признаки сортов ячменя с целью расширения ареала их распространения.
Цель исследования – выявить влияние погодных факторов на хозяйственно ценные признаки сортов ячменя ярового селекции Поволжского НИИСС.
Объект и методы. Исследование проводили в лаборатории селекции и семеноводства зернофуражных культур Поволжского научноисследовательского института селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова – филиале Федерального государственного бюджетного учреждения науки Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук (Поволжский НИИСС – филиал СамНЦ РАН) в 2016–2020 гг.
Закладку полевого опыта, учеты, измерения, фенологические наблюдения проводили в соответствии с Методикой Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур [7]. Статистическую обработку данных проводили методом дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова [8] с использованием пакета компьютерных программ Excel. Критические значения коэффициента корреляции r 05 = 0,347; r 01 = 0,478. Расчет гидротермического коэффициента осуществляли по методике Г.Т. Селянинова [9].
Объектом исследования являлись сорта ячменя ярового: Беркут (принятый за стандарт), Агат, Батик, Поволжский 22, Поволжский 49, По- волжский 65, Поволжский янтарь (оригинатор СамНЦ РАН).
Почва опытного участка – чернозем типичный малогумусный (в среднем 5–6 %), среднемощный, легкоглинистый. Содержание питательных элементов в почве: подвижного фосфора – 61,4–77,0 мг/кг (среднее); обменного калия – 374,0–423,0 (очень высокое); легкогидролизуемого азота – 28,5–49,4 мг/кг (низкое и среднее). По степени кислотности почва опытного участка слабокислая (pH = 5,4).
Агротехнические мероприятия осуществляли по общепринятой технологии для лесостепной зоны Среднего Поволжья. Посев ячменя ярового проводили селекционной сеялкой СНЦ-10, рядовым способом с междурядьями 15 см в оптимальные сроки. Предшественник – яровая пшеница. Учетная площадь делянки 25 м2, повторность опыта четырехкратная.
Метеорологические условия в годы проведения исследования отличались разнообразием, что позволило оценить реакцию изучаемых сортов ярового ячменя на различные условия по влагообеспеченности (табл. 1). Из 5 лет изучения 3 года можно характеризовать как засушливые (2016, 2018, 2020 гг.), ГТК составил 0,73–0,46; 2019 г. – острозасушливый (ГТК – 0,30) и 2017 г. – влажный (ГТК – 1,46).
Таблица 1
Метеорологические условия вегетационного периода ячменя ярового (2016–2020 гг.)
Год |
Сумма активных температур, ºС |
Среднесуточная температура воздуха за вегетационный период, ºС |
Сумма осадков, мм |
ГТК |
2016 |
1501,1 |
20,9 |
87,5 |
0,58 |
2017 |
1393,7 |
18,3 |
203,6 |
1,46 |
2018 |
1362,7 |
20,3 |
99,2 |
0,73 |
2019 |
1424,5 |
19,8 |
43,1 |
0,30 |
2020 |
1503,7 |
19,8 |
69,4 |
0,46 |
В годы проведения исследования сумма активных температур за вегетационный период ячменя ярового (средняя по сортам) составила от 1 362,7 (2018 г.) до 1503,7 ºС (2020 г.). Среднесуточная температура воздуха находилась в пределах от 18,3 (2017 г.) до 20,9 ºС (2016 г.). Значительно влагоемким оказался 2017 г., когда сумма осадков за вегетационный период составила 203,6 мм, а самым засушливым – 2019 г. – 43,1 мм осадков.
Результаты и их обсуждение. В годы проведения исследования длина вегетационного периода изучаемых сортов ячменя ярового составила от 65 до 78 сут, в среднем у всех изучаемых сортов данный период был на уровне стандарта – 71–74 сут (табл. 2). Все исследуемые сорта относятся к группе среднеспелых. Продолжительность вегетационного периода имеет среднюю корреляционную связь с суммой осадков в период всходы-колошение (r = 0,462), урожайностью (r = 0,661) и сильную связь с суммой активных температур (r = 0,860) (рис. 1).
Таблица 2
Сорт |
Длина вегетационного периода, сут |
Высота растений, см |
||||||||||
co CD CXI |
CD CX| |
OO CD CX| |
CD CD CX| |
CD CX| CD CX| |
CD CD I cE CD О |
co CD CX| |
CD CXI |
OO CD CXI |
CD CD CX| |
CD CX| CD CX| |
CD CD I cE CD О |
|
Беркут, st |
73 |
77 |
67 |
73 |
78 |
74 |
50,4 |
53,7 |
57,8 |
47,7 |
70,0 |
55,9 |
Агат |
72 |
76 |
68 |
74 |
78 |
74 |
41,7 |
55,4 |
52,8 |
42,5 |
69,5 |
52,4 |
Батик |
68 |
76 |
65 |
72 |
75 |
71 |
45,3 |
60,2 |
50,0 |
49,5 |
66,3 |
54,3 |
Поволжский 22 |
75 |
76 |
67 |
69 |
73 |
72 |
39,5 |
57,2 |
49,4 |
44,5 |
59,9 |
50,1 |
Поволжский 49 |
70 |
76 |
68 |
73 |
76 |
73 |
49,4 |
55,8 |
52,6 |
47,6 |
59,7 |
53,0 |
Поволжский 65 |
73 |
76 |
67 |
73 |
75 |
73 |
64,8 |
74,0 |
67,4 |
60,9 |
84,8 |
70,4 |
Поволжский янтарь |
70 |
76 |
66 |
73 |
78 |
73 |
46,4 |
58,4 |
51,4 |
45,9 |
66,8 |
53,8 |
Длина вегетационного периода и высота растений сортов ячменя ярового в конкурсном сортоиспытании (2016–2020 гг.)

Длина вегетационного периода, суток
Рис. 1. Зависимость урожайности сортов ячменя ярового от длины вегетационного периода (2016–2020 гг.)
Высота растений в годы изучения сортов ячменя ярового варьировала от 39,5 (Поволжский 22) до 84,8 см (Поволжский 65). В среднем за годы изучения данный показатель составил 50,1–70,4 см. За все годы исследований самым высокорослым был сорт Поволжский 65 (см.
табл. 2). Высота растений имеет среднюю корреляционную связь с осадками в период всходы-колошение (r = 0,681), урожайностью (r = 0,549) и длиной вегетационного периода (r = 0,396) (рис. 2).

Рис. 2. Зависимость урожайности сортов ячменя ярового от высоты растений (2016–2020 гг.)
Средняя урожайность по сортам за 2016– 2020 гг. составила 2,38–2,80 т/га (табл. 3). У сорта-стандарта Беркут данный показатель составил 2,51 т/га. Сорта ячменя ярового Батик, Поволжский 22 и Поволжский янтарь превысили его по данному показателю на 7,6–11,6 %. Наибольшая урожайность отмечена в 2020 г. у сорта Поволжский янтарь – 3,79 т/га, а минималь- ная – в 2018 г. у сорта Поволжский 49 – 1,87 т/га. Показатель урожайность имеет сильную корреляционную связь с осадками в период всходы-колошение (r = 0,844), среднюю зависимость с суммой активных температур (r = 0,527). Отмечена сильная отрицательная связь между урожайностью и количеством осадков в период колошение-созревание (r = –0,806).
Таблица 3
Сорт |
Урожайность, т/га |
Масса 1000 зерен, г |
||||||||||
co CD CM |
CD CM |
OO CD CM |
CD CD CM |
CD CM CD CM |
CD CD cE CD О |
co CD CM |
CD CM |
OO CD CM |
CD CD CM |
CD CM CD CM |
CD CD I cE CD О |
|
Беркут, st |
2,58 |
1,98 |
2,31 |
2,12 |
3,57 |
2,51 |
51,8 |
50,4 |
43,9 |
43,5 |
45,9 |
47,1 |
Агат |
2,31 |
2,27 |
2,09 |
2,05 |
3,18 |
2,38 |
48,6 |
47,5 |
45,2 |
46,9 |
50,2 |
47,7 |
Батик |
2,75 |
3,11 |
2,10 |
2,42 |
3,60 |
2,80 |
41,1 |
47,3 |
38,2 |
40,5 |
41,3 |
41,7 |
Поволжский 22 |
2,60 |
2,85 |
2,06 |
2,45 |
3,53 |
2,70 |
47,6 |
50,0 |
44,4 |
44,4 |
47,2 |
46,7 |
Поволжский 49 |
2,51 |
2,27 |
1,87 |
2,33 |
3,49 |
2,50 |
43,8 |
48,3 |
41,8 |
43,8 |
46,1 |
44,8 |
Поволжский 65 |
2,24 |
2,52 |
2,14 |
1,97 |
3,22 |
2,42 |
44,5 |
47,5 |
41,0 |
42,4 |
43,1 |
43,7 |
Поволжский янтарь |
2,54 |
2,31 |
2,50 |
2,39 |
3,79 |
2,71 |
48,8 |
47,7 |
45,4 |
46,0 |
48,7 |
47,3 |
НСР 05 |
0,35 |
0,42 |
0,15 |
0,20 |
0,27 |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
Урожайность и масса 1000 зерен сортов ячменя ярового в конкурсном сортоиспытании (2016–2020 гг.)
Масса 1000 зерен в годы проведения исследования варьировала от 38,2 (Батик) до 51,8 г (Беркут). В среднем за изучаемый период она составила 41,7–47,7 г. Самыми крупнозерными были сорта Беркут (47,1 г), Агат (47,7) и По- волжский янтарь (47,3 г). Средняя корреляционная связь отмечена между массой 1000 зерен и суммой активных температур (r = 0,626), а также продолжительностью вегетационного периода (r = 0,492) (рис. 3).

Длина вегетационного периода, суток
Рис. 3. Зависимость массы 1000 зерен сортов ячменя ярового от длины вегетационного периода (2016–2020 гг.)
Содержание протеина в зерне у изучаемых сортов ячменя ярового в среднем за 2016– 2020 гг. составило 13,14–14,33 % на а.с.в. Наибольшее значение данного показателя отмече- но у сорта Агат – 14,33 %, что выше стандарта на 9,1 %. Все остальные сорта превзошли стандарт Беркут на 2,0–5,6 % (таббл. 4).
Таблица 4
Сорт |
Содержание протеина в зерне, % на а.с.в. |
|||||
2016 |
2017 |
2018 |
2019 |
2020 |
Среднее |
|
Беркут, st |
11,73 |
14,33 |
13,00 |
13,62 |
13,02 |
13,14 |
Агат |
13,44 |
15,22 |
14,55 |
14,63 |
13,81 |
14,33 |
Батик |
10,90 |
15,31 |
13,12 |
12,84 |
14,91 |
13,42 |
Поволжский 22 |
12,62 |
15,14 |
14,26 |
14,24 |
12,55 |
13,76 |
Поволжский 49 |
10,87 |
13,66 |
15,38 |
14,20 |
13,97 |
13,61 |
Поволжский 65 |
12,18 |
14,35 |
14,23 |
13,92 |
14,70 |
13,88 |
Поволжский янтарь |
11,94 |
12,49 |
15,20 |
13,61 |
14,90 |
13,63 |
Содержание протеина в зерне сортов ячменя ярового в конкурсном сортоиспытании (2016–2020 гг.)
Наименьшие длина вегетационного периода (65–68 сут), урожайность семян (1,87–2,50 т/га) и масса 1000 зерен (38,2–45,4 г) отмечены в 2018 г. Содержание протеина было довольно высоким – 13,0–15,38 %. Данный год отличался тем, что первая половина вегетации ячменя характеризовалась дефицитом осадков и температурами воздуха ниже среднемноголетних значений, ГТК за период всходы-колошение (II декада мая – III декада июня) составил 0,38 ед. Цветение и налив зерна проходил при высоких температурах воздуха и дефиците осадков.
Наибольшие урожайность (3,18–3,79 т/га), высота растений (59,7–84,8 см) и продолжительность вегетационного периода (73–78 сут) у изучаемых сортов ячменя наблюдались в 2020 г. Благоприятный период первой половины вегетации ячменя по осадкам и температурным условиям способствовали получению высоких урожаев культуры.
По результатам двухфакторного дисперсионного анализа вклад условий выращивания (фактор А) в формирование продуктивности ячменя ярового составил 61,04 %, влияние генотипа сорта (фактор В) был на уровне 5,99 %. Доля взаимодействия факторов (А × В) составила 8,32 %.
Заключение. Проведенное исследование по изучению сортов ячменя ярового в условиях лесостепной зоны Среднего Поволжья позволило проанализировать реакцию сортов по основным хозяйственно ценным признакам. Все изучаемые сорта относятся к группе среднеспелых (71– 74 сут). За все годы исследования самым высокорослым был сорт Поволжский 65 – 70,4 см. Наибольшая урожайность семян отмечена у сорта Батик – 2,80 т/га, превышение над стандартом составило 11,6 %. По показателям масса 1000 зерен (47,7 г) и содержание протеина в зерне (14,33 %, что выше стандарта на 9,1 %) выделился сорт Агат.
Установлена тесная зависимость количества осадков в период всходы-колошение ячменя (II декада мая – июнь) с урожайностью (r = 0,844) и средняя корреляция с высотой растений (r = 0,681). Показатель суммы активных температур имеет сильную корреляционную связь с длиной вегетационного периода (r = 0,860), среднюю зависимость с урожайностью (r = 0,527) и массой 1000 зерен (r = 0,626). Прослеживается средняя корреляционная связь между высотой растений и урожайностью (r = 0,549), между длиной вегетационного пе- риода и урожайностью (r = 0,661), массой 1000 зерен (r = 0,492) и высотой растений (r = 0,396).
Результаты двухфакторного дисперсионного анализа по признаку урожайность показывают более сильную зависимость ярового ячменя от условий выращивания (61,04 %), чем от сортовых особенностей. Доля взаимодействия факторов (А × В) составила 8,32 %.
Список литературы Влияние погодных условий на хозяйственно ценные признаки сортов ячменя ярового в лесостепной зоне Среднего Поволжья
- Sanina N.V. The productivity and spring barley grain quality depending on mineral fertilizer systems // BIO OF Coferences. 2020. V. 27. C. 00049.
- EDN: FZXQMC
- Different responses to weather events may change the cultivation balance of spring barley and oats in the future / K. Hakala [et al.] // Fild Crops Research. 2020. Volume 259.
- Чекмарев В.В., Постовая О.В. Влияние погодных условий на урожайность ярового ячменя // Зерновое хозяйство России. 2013. № 4. С. 1-7.
- EDN: RCOXSF
- Любек Н.И., Седяков М.В. Влияние условий возделывания на продуктивность линии ярового ячменя Л-1623 селекции ФГБНУ Лениградский НИИСХ "Белогорка" // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2018. № 53. С. 45-48.
- EDN: TSOXNM
- Донцова А.А., Филиппов Е.Г. Наследование массы 1000 семян у гибридов F1 озимого ячменя в диаллельных скрещиваниях // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ). 2010. № 63 (09). С. 271-280.
- EDN: MWMOEP
- Новикова В.М., Жаркова С.В. Изменчивость признака "масса 1000 семян" у ячменя ярового в зависимости от условий вегетации и сорта // Аграрная наука - сельскому хозяйству: мат-лы междунар. науч.-практ. конф. В 3 кн. Кн. 2. Барнаул, 2016. С. 200-202.
- EDN: VWBOZV
- Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 1. Общая часть. М., 2019. 384 с.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Колос, 2014. 336 с.
- Селянинов Г.Т. Методика сельскохозяйственной характеристики климата. М.: Гидрометеоиздат, 1977. 220 с.