При полегании зерновых урожайность может снижаться на
Обновлено: 08.07.2024
1 Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова – филиал ФГБУН Самарского федерального исследовательского центра Российской академии наук
В статье представлены многолетние исследования (2013–2019 гг.) по оценке высоты растений и устойчивости к полеганию коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы. В изучении находилось 350 отечественных и зарубежных образцов различного эколого-географического происхождения. Оценка устойчивости к полеганию сортообразцов проводилась в естественных полевых условиях по специальной пятибалльной шкале. В годы изучения средняя высота растений изменялась и находилась в большой зависимости от условий вегетации и генетических особенностей сортообразцов. Признак высота растений в среднем по выборке образцов достаточно варьировался по годам, коэффициент вариации составлял 10,84–26,13 %. Короткостебельные сорта и гибриды в основном имели зарубежное происхождение, это образцы из Республики Беларусь, Германии, Канады, Мексики, США, Чехии и Чили. Среди образцов выделены 18 генетических источников, средняя высота которых составляла 38,3–56,2 см, высота стандартного сорта Кинельская нива 82 см. Выделенные короткостебельные образцы во все годы изучения имели максимально высокую оценку устойчивости к полеганию – 5 баллов и отличались более толстой и прочной на излом соломиной. В то же время надо отметить, что урожайность сортов, с выделенным признаком короткостебельности в среднем по годам была невысокая (182–380 г/м2). В качестве источников короткостебельности и устойчивости к полеганию, в аналогичных месту проведения исследований природно-климатических условиях, рекомендованы образцы: Кампанин (Германия), VZ-602, сложные гибриды к-30663 и к-31467 (Мексика), Tercie, Seance (Чехия) и другие выделенные формы. Отмеченные образцы рекомендуются для дальнейшего использования в селекционных программах скрещиваний в качестве родительских форм и для незначительной коррекции выделившегося селекционного материала по высоте растений.
1. Захаров В.Г., Сюков В.В., Яковлева О.Д. Сопряженность анатомо-морфологических признаков с устойчивостью к полеганию яровой мягкой пшеницы в условиях Среднего Поволжья // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2014. Т. 18. № 3. С. 506–510.
2. Xiao Y., Liu J., Li H., Cao X., Xia X., He Z. Lodging resistance and yield potential of winter wheat: effect of planting density and genotype. Front. Agr. Sci. Eng. 2015. Vol. 2. № 2. P. 168–178.
3. Дёмина И.Ф. Селекционная ценность сортов пшеницы мягкой яровой разных эколого-географических групп по устойчивости к полеганию // Сурский вестник. 2019. № 2 (6). С. 27–30.
4. Navabi A., Idbal M., Strenzke K., Spaner D. The relationship between lodging and plant height in a diverse wheat population. Canad. J. Plant Sc. 2006. Vol. 86. № 3. P. 723–726.
5. Ковтун В.И. Селекция высокоадаптивных сортов озимой мягкой пшеницы и нетрадиционные элементы технологии их возделывания в засушливых условиях юга России. Ростов н/Д., 2002. 320 с.
6. Косенко С.В., Кривобочек В.Г. Влияние высоты растений на урожайность и элементы продуктивности озимой мягкой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья // Нива Поволжья. 2009. № 3 (12). С. 46–48.
7. Дёмина И.Ф., Косенко С.В. Результаты оценки исходного материала яровой мягкой пшеницы на устойчивость к полеганию // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 8 (130). С. 18–22.
8. Ковтун В.И., Ковтун Л.Н. Урожайность, высота растений и устойчивость к полеганию новых сортообразцов озимой мягкой пшеницы на юге России // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2014. № 4 (48). С. 45–47.
13. Рипбергер Е.И., Боме Н.А., Траутц Д. Изменчивость высоты растений гибридных форм яровой мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.) как способ их адаптации в различных эколого-географических условиях // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015. Т. 19. № 2. С. 185–190.
В условиях Среднего Поволжья обильные осадки и шквалистые ветра иногда вызывают сильное полегание посевов, что затрудняет и удлиняет сроки уборки, приводит к существенному снижению урожая и качества зерна. При раннем полегании растений потери урожая зерна составляют до 30 %, при полегании в фазу начала восковой спелости – до 10–18 % урожая. Генетическая устойчивость сортов пшеницы к полеганию может быть обусловлена разными признаками: большим диаметром стебля и толщиной стенки соломины, более короткими междоузлиями, меньшим отношением высоты стебля к его диаметру, а наиболее стабильная связь проявляется с длиной второго и третьего нижних междоузлий и прочностью соломины на излом [1–2].
Основное направление современной селекции на устойчивость к полеганию – уменьшение высоты растений. Большое количество устойчивых к полеганию короткостебельных образцов можно отнести к зарубежной селекции [3]. Исследованиями отмечены различные корреляционные связи между высотой растений и урожайностью зерна образцов [4]. Растения с коротким стеблем лучше противостоят сильным ветрам и интенсивным атмосферным осадкам в период вегетации, но, как правило, являются менее урожайными [5–6].
Высота растений и полевая оценка устойчивости к полеганию растений яровой пшеницы – достаточно надежный метод для характеристики сортов по степени полегания. Однако при селекционной работе в засушливых условиях Среднего Поволжья, полегание проявляется нечасто и в качестве критериев устойчивости к стеблевому полеганию целесообразно использовать длину нижнего (первого) междоузлия и коэффициент повышения устойчивости по Н.И. Щербаковой [7].
Признак высота растений варьирует по годам и находится в большой зависимости от условий вегетации пшеницы. В годы, когда рост и развитие стебля растений проходит в неблагоприятных, засушливых и острозасушливых условиях, происходит значительное снижение как высоты растений, так и продуктивности сортов [8]. Поэтому подбор генетически разнообразного исходного материала пшеницы, обладающего необходимыми для селекционной работы ценными признаками, должен проводиться с учетом агрометеорологических и почвенных условий региона [9–10]. Изучение зависимости высоты растений от генетических особенностей сортообразцов яровой мягкой пшеницы и условий среды даст возможность более целенаправленно подбирать и использовать в селекции исходный материал.
Цель исследования заключалась в проведении оценки образцов коллекционного питомника яровой мягкой пшеницы по высоте растений и выделении исходного материала, сочетающего короткостебельность и высокую устойчивость к полеганию, для дальнейшего использования в селекционных программах скрещиваний в качестве родительских форм.
Материалы и методы исследования
Изучаемый материал состоял из сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции и представлен образцами из мировой коллекции ВИР (Санкт-Петербург), СИММИТ (Мексика), научных учреждений и селекцентров РФ, включая собственный селекционный материал. Всего за период исследований (2013–2019 гг.) в коллекционном питомнике изучено 350 образцов яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения. В качестве стандарта (St) при изучении коллекционного материала взят районированный и занимающий наибольшие площади в производстве Самарской области сорт яровой мягкой пшеницы собственной селекции – Кинельская нива.
Исследования проводились на опытных полях первого селекционного севооборота Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства имени П.Н. Константинова – филиала СамНЦ РАН по предшественникам чистый пар или озимая пшеница согласно существующей ротации полей севооборота. Почва опытного поля –типичный чернозем среднемощный легкоглинистый, малогумусный, содержание гумуса 5–6 %. По степени кислотности почвы слабокислая, pH вытяжки 5,4 ед. Коллекционный питомник закладывался на шестирядковых делянках площадью 1 м2 в опытах без повторностей с частыми стандартами (через 10–20 номеров). Посев проводился в оптимальные агротехнические сроки селекционной сеялкой ССФК-7М. Норма высева составляла 450 всхожих семян на 1 м2 (4,5 млн всхожих семян на га). Уборка делянок проводилась в фазу полной спелости вручную, в сноповой материал с корневой системой, для структурного анализа и обмолота растений на молотилке МПСУ-500. Учет урожая осуществлялся прямым методом (метод сплошного обмолота), применялось взвешивание урожая зерна образцов на лабораторных электронных весах и приведение к стандартной влажности.
Оценка устойчивости к полеганию сортообразцов проводилась в естественных полевых условиях по 5-балльной шкале, где 1 балл – очень сильное полегание, 2 балла – сильное полегание, 3 балла – среднее полегание, 4 балла – слабое полегание, 5 баллов – полегание отсутствует.
Результаты исследования и их обсуждение
Одним из многочисленных селекционных показателей, имеющих тесные связи с продуктивностью, является высота растений. Высота растений может служить одним из показателей, характеризующих экологическую пластичность генотипа сортообразца в контрастных почвенно-климатических условиях [13]. Для каждой природной зоны возделывания характерен свой экологический тип высоты растений пшеницы. В Средневолжском регионе полегание растений в основном случается по причине дождей ливневого характера и сильных шквалистых ветров.
В годы исследований средняя высота растений изменялась и находилась в большой зависимости от условий вегетации и варьировала как по сортообразцам, так и по годам. В засушливые годы и в годы с неблагоприятными условиями в период роста и развития стебля снижается высота растений и показатели продуктивности образцов яровой мягкой пшеницы. Это наблюдалось в 2013, 2015 и 2019 гг., средняя высота растений составила 62,3 ± 1,3; 58,3 ± 1,4 и 68,9 ± 0,9 см соответственно (табл. 1). Наибольшая средняя высота растений 112,4 ± 1,5 наблюдалась в 2017 г., что связано с хорошей влагообеспеченностью растений в начальные периоды роста (май – июнь). Признак высота растений в среднем по выборке образцов достаточно варьировался по годам, коэффициент вариации (V) составлял 10,84–26,13 %. Наиболее высокий коэффициент вариации наблюдался в 2013–2015 гг. и составил 21,3–26,13 %.
Продуктивность коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы в годы исследований также определялась погодными условиями в начальный период роста и развития растений. В достаточно жестких погодных условиях (засушливые и острозасушливые годы) урожайность яровой пшеницы с однометровых опытных делянок показала невысокий результат. Так, в 2019 г. средняя урожайность образцов (хср ± t05Sxср) составила 288,2 ± 8,4 г/м2, в 2014 – 299,7 ± 9,4 г/м2, по сравнению с наиболее влагообеспеченным 2017 г. – 587,3 ± 14,6 г/м2. Коэффициент вариации (V) признака был достаточно высоким и изменялся от 22,65 до 33,83 % (табл. 2).
Высота растений у коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы, 2013–2019 гг.
Ежегодно исследователи, журналисты и очевидцы сталкиваются с большим количеством странных фигур на полях. Это происходит повсеместно. Часто рисунок не имеет явной логики, но при умелом применении фантазии она может найтись. Как правило, причиной появления формаций является один или несколько естественных факторов.
Естественные фигуры на полях образуются в результате полегания растений. К причинам, вызывающим эти явления, можно отнести:
- погодные условия (ветер, осадки, освещенность, температура окружающей среды, спектральный состав света и т.п.);
- характеристики почвы (влажность, химический состав и т.п.);
- отклонения от технологического регламента выращивания (несбалансированное питание, плохая планировка чеков, несвоевременный сброс воды, высокая засоренность сорняками и густота посевов);
- анатомо-морфологические характеристики сорта;
- заражение микроорганизмами, вредителями и др.
Для точного определения причины полегания необходимо, помимо беглого осмотра рисунков на поле и полегших растений, провести ряд дополнительных анализов.
poleganie_010.jpg
poleganie_016.jpg
poleganie_009.jpg
Типичный вид при естественном полегании
Полегание - такое состояние, при котором растущие в стебель растения заваливаются, сгибая или надламывая стебель.
Различают два типа полегания.
Первый тип — прикорневое полегание. Оно может происходить в начале стеблевания при избытке в почве азота или слишком высокой норме высева семян. Его вероятность зависит от особенностей строения не только стебля, но и влагалища третьего листа.
poleganie_007.jpg
poleganie_017.jpg
Прикорневое полегание (рисунок) и фотография полегших в период налива растения кукурузы, поврежденные западным кукурузным корневым жуком диабротикой в качестве иллюстрации [6]
В случае прикорневого полегания растения теряют вертикальную устойчивость вследствие слабого сцепления корневой систры с почвой. Ветер, в данном случае, валит растения, вырывая корни, что может повлечь полегание даже у устойчивых сортов. Полегание растений в этом случае может быть вызвано сильным ветром даже при сухой почве и отсутствии осадков.
Второй тип — стеблевое полегание. Оно связано с недостаточным развитием механических тканей третьего, пятого и особенно самого верхнего междоузлий. Сопротивление стебля изгибу и излому у разных сортов неодинаково.
Стеблевое полегание
При стеблевом полегании происходит изгиб, а иногда даже излом соломинки у основания из-за несоответствия между динамическими нагрузками на нижнюю часть стебля и ее прочностью. Стеблевое полегание может быть вызвано надломом соломины на уровне третьего или четвертого междоузлия в фазу молочной спелости и происходит в результате частичного распада клеточных оболочек стебля и оттока пластических веществ в зерно. Отмечают стеблевое полегание, наступающее в результате потери тургора клетками стебля при переходе от влажной весны к засушливому лету.
poleganie_008.jpg
Стеблевое полегание (рисунок)
Для примера, полегание пшеницы наблюдается в разные фазы развития растений, чаще всего в конце фазы молочной спелости, когда колос имеет наибольшую массу. В этот период при неблагоприятных условиях (сильный дождь и ветер, высокая влажность почвы) полегание пшеницы обычно происходит в изгибе второго междоузлия.
Зачастую, обсуждая методы борьбы с комплексом вредных организмов (возбудители болезней, вредители, сорняки) в посевах зерновых культур упускается из виду такой негативный фактор как полегание растений. Вместе с тем, ущерб от полегания заключается не только в потере части урожая и возникающих дополнительных затратах на уборку и сушку зерна, но и в снижении качества получаемой продукции.
К причинам, провоцирующим полегание зерновых культур, можно отнести:
· сортовые особенности - использование сортов, возделывание которых в значительной мере увеличивает риск полегания;
· высокая обеспеченность растений азотными удобрениями, применяемыми сельхозпроизводителями для увеличения урожайности;
· пониженные температуры воздуха, повышенная влажность и облачность в период колошения растений;
· агрохимические характеристики почвы - тяжёлый механический состав и высокое содержание гумуса.
Действующее вещество препарата - хлормекватхлорид (460 г/л) - проникает в растение через корни и листовую поверхность и, являясь ингибитором биосинтеза гиббереллина, вызывает замедление роста клеток стебля в длину. За счет укорочения стебля и уплотнения его стенок, а также утолщения колоса формируется прочное, устойчивое к полеганию растение.
Стабилан ® обладает физиологической активностью, стимулируя процессы образования хлорофилла в листьях и развитие корневой системы растения. Хлормекватхлорид также воздействует на процессы, приводящие к более полной реализации генетически заложенного биопотенциала сорта, поскольку способствует увеличению цветения и закладке урожая.
В результате обработок посевов Стабиланом® растения зерновых культур приобретают большую устойчивость к воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, обычно приводящих к полеганию. Риск полегания снижается в 6 раз!
Стабилан® совместим со многими гербицидами на основе солей МЦПА кислоты, а также с другими регуляторами роста, такими как этефон и меликватхлорид и не фитотоксичен для культуры.
Яровая пшеница – одна из самых древнейших и наиболее распространенных культур на земном шаре. Ее возделывают во всех частях света – от Полярного круга до крайнего юга Америки и Африки. Наибольшие площади посева сосредоточены в РФ (Западная и Восточная Сибирь, Поволжье, Южный Урал).
В культуре яровой пшеницы распространено два вида:
- мягкая - дающая муку высоких хлебопекарных качеств,
- твердая – с повышенным содержанием белка в зерне, используемая для изготовления высококачественных макарон и вермишели.
Зерно яровой пшеницы подразделяют по качественному составу:
Читайте также: