Реакция сортов озимой мягкой пшеницы на стрессовое воздействие биотических и абиотических факторов среды

Study of the yield structure of winter rye cultivars in competitive variety testing makes it possible to evaluate the results of breeding and adjust the selection directions. In the conditions of the Kirov region (2022–2024), the yield structure of 13 zoned and promising cultivars of winter rye (Secale cereale L. var. vulgare Koern.) was studied in a field experiment. The analysis of the traits was carried out using the principal component analysis with biplot visualization. The principal component analysis based on the analysis of the correlation matrix reveals the causes of yield variability. The magnitude of the factor loadings showed an unequal contribution of traits to the increase in yield in different weather conditions. The traits “winter hardiness” and “plant height” had a positive effect on the productive potential of cultivars in both wet and dry conditions of the spring-summer vegetation period, “number of spikelets per ear” – only under favorable conditions and the absence of competition in the cenosis. The structure of factors changed with changing environmental conditions. The first factor (adaptability) explained 31.5–53.3 % of the yield variance due to winter hardiness with sufficient moisture during the summer growing season (2022, 2023) and due to plant height during drought in 2024 (factor loadings of 0.83–0.94 and 0.80, respectively). The second factor with an unstable structure explained 16.0–25.4 % of the yield variance due to the number of spikelets per ear and snow mold damage (factor loadings of 0.80 and 0.83, respectively). Reliably high yields in the experiment were obtained from the ‘Lika’ (4.97 t/ha), ‘Batist’ (4.92 t/ha), and ‘Grafinya’ (4.88 t/ha) cultivars, with the ‘Falenskaya 4’ standard indicator of 4.55 t/ha (LSD05 = 0.24). The traits “winter hardiness” and “plant height” made a significant contribution to the formation of the yield of the ‘Lika’ and ‘Batist’ cultivars and the “number of spikelets per ear” of the ‘Grafinya’ cultivars. High yields are formed with different contributions of adaptability and productivity traits. Breeding of winter rye in the conditions of the Kirov region should be aimed at increasing productivity.

1. Бутковская Л. К., Кузьмин Д. Н., Агеева Г. М. Оценка урожайных свойств партий семян сортов яровой пшеницы по параметрам органов проростков в условиях Красноярской лесостепи. Достижения науки и техники АПК. 2019;33(7):37–40. DOI: https://doi.org/10.24411/0235-2451-2019-10709 EDN: ZMFWES

2. Khalid M., Gul A., Amir R., Ali M., Afzal F., Quraishi U. et al. QTL mapping for seedling morphology under drought stress in wheat cross synthetic (W7984) / Opata. Plant Genetic Resources: Characterization and Utilization. 2018;16(4):359–366. DOI: https://doi.org/10.1017/S1479262118000023

3. Бишарев А. А., Шевченко С. Н., Мадякин Е. В., Калякулина И. А., Дюльдина М. А, Дворцова Т. В. Влияние агрометеорологических условий на урожай зерна ярового ячменя в условиях Среднего Поволжья. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018;20(2-4):667–670. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37313255 EDN: DKRXGI

4. Ионова Е. В. Устойчивость сортов и линий озимой пшеницы к водному и температурному стрессам. Зерновое хозяйство России. 2011;(3):19–26. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17039181 EDN: OIWOXD

5. Мельникова Т. В. Оценка коллекционного материала озимой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения по устойчивости к перезимовке и болезням. Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2023;(1):88–92. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50394961 EDN: MBQGKR

6. Ерошенко Л. М., Марченкова Л. А., Павлова О. В., Чавдарь Р. Ф., Орлова Т. Г., Дедушев И. А. Сортовые особенности растений ярового ячменя по устойчивости к абиотическим стрессовым факторам на фоне различного уровня азотного питания. Аграрная Россия. 2022;(1):8–12. DOI: https://doi.org/10.30906/1999-5636-2022-1-8-12 EDN: SHKNUD

7. Сандухадзе Б. И., Марченкова Л. А., Мамедов Р. З., Павлова О. В., Бугрова В. В., Крахмалёва М. С. и др. Характеристика сортов и линий озимой пшеницы по морфофизиологическим параметрам. Аграрная Россия. 2023;(4):15–20. DOI: https://doi.org/10.30906/1999-5636-2023-4-15-20 EDN: CTXRTF

8. Ерошенко Л. М., Марченкова Л. А., Павлова О. В., Ромахина В. В., Чавдарь Р. Ф., Орлова Т. Г. и др. Особенности морфометрических показателей и адаптивности коллекционных образцов ярового ячменя к стресс-факторам на начальных этапах роста растений. Аграрная Россия. 2024;(10):7–11. DOI: https://doi.org/10.30906/1999-5636-2024-10-7-12 EDN: NNLKHU

9. Боме Н. А., Колоколова Н. Н., Белозерова А. А., Воронова Н. С., Боме А. Я., Иеронова В. В. Устойчивость сортов зерновых культур к стрессовым факторам. Успехи современного естествознания. 2006;(4):28a. 10. Кожушко Н. Н. Оценка засухоустойчивости полевых культур. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: методическое руководство. Л.: ВИР, 1988. С. 10–24.

10. Семушкина Л. А., Хазова Г. В., Удовенко Г. В. Применение анализа изменения ростовых процессов для диагностики солеустойчивости растений. Методы оценки устойчивости растений к неблагоприятным факторам среды. Л.: «Колос», 1976. С. 238–343.

11. Белецкая Е. К., Остаплюк Е. Д. Оценка устойчивости озимых культур к вымоканию и ледяной корке. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям: методическое руководство. Л., 1988. С. 182–186.

12. Сандухадзе Б. И., Марченкова Л. А., Рыбакова М. И., Воейкова А. А., Чавдарь Р. Ф. Реакция сортов озимой пшеницы на искусственно создаваемые стрессы для оценки их адаптивности на ранних этапах онтогенеза. Агрохимический вестник. 2015;(3):27–31. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=23687377 EDN: TYJCZP

13. Ерошенко Л. М., Марченкова Л. А., Павлова О. В., Чавдарь Р. Ф., Орлова Т. Г., Ромахина В. В. Особенности морфофизиологических признаков семян и органов проростков сортов ярового ячменя селекции ФИЦ «Немчиновка». Аграрная Россия. 2023;(10):3–7. DOI: https://doi.org/10.30906/1999-5636-2023-10-3-7 EDN: VQVSIT

14. Животков Л. А., Морозова Я. А., Секатуева Л. И. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю «урожайности». Селекция и семеноводство. 1994;(2):3–6.

15. Ефремова Т. Т., Чуманова Е. В. Стадии роста и развития пшеницы и их значение в формировании элементов продуктивности. Письма в Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;9(2):54–80. DOI: https://doi.org/10.18699/LettersVJ-2023-9-09 EDN: ETNAZJ

16. Saari E. E., Prescott J. M. A scale for appraising the foliar intensity of wheat diseases. Plant Disease Report. 1975;59:377–380.

17. Пономарева М. Л., Пономарев С. Н., Якупова Г. Г., Маннапова Г. С. Потери урожая озимой ржи от комплекса грибных болезней. Владимирский земледелец. 2011;(2(56)):22–26. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=16951310 EDN: OGYPAP

18. Павлова О. В., Марченкова Л. А., Чавдарь Р. Ф., Орлова Т. Г., Савоськина О. А. Оценка сортов зерновых культур по показателям качества семян и стрессоустойчивости. Владимирский земледелец. 2021;(2):52–57. DOI: https://doi.org/10.24412/2225-2584-2021-2-52-57 EDN: KHMTBN

19. Гагкаева Т. Ю., Гаврилова О. П., Левитин М. М., Новожилов К. В. Фузариоз зерновых культур. Защита и карантин растений. 2011;(S5):69–120. Режим доступа: http://z-i-k-r.ru/interest/fuzarioz.pdf