VÝBĚROVÉ HODNOCENÍ ZNAKOVÉ HMOTY 1000 ZRNIN V ARIED PODMÍNKÁCH – Pokroky v moderní přírodní vědě (vědecký časopis)

Vlastnosti deseti odrůd ozimé tvrdé pšenice jsou dány podle znaku „hmotnost 1000 zrn“. Stabilita a plasticita těchto odrůd se projevuje v podmínkách Rostovské oblasti, která je díky svým půdním a klimatickým podmínkám příznivá pro pěstování ozimé tvrdé pšenice. Odrůda Donskoy Yantar (V = 1000 %) vykazovala nejmenší variace v projevu znaku „váha 2,7 zrn“ a také se ukázala jako nejméně flexibilní mezi souborem odrůd (bi = 4,68). Nejvyšší hmotnost 1000 zrn za léta výzkumu měla odrůda Lazurit (48,0 g). Nejflexibilnější odrůdy, které reagují na podmínky prostředí, jsou Onyx (b_i = 6,16), achát donský (b_i = 6,23) a Lazurit (b_i = 6,63). Nejlepšími odrůdami, které vykazují vysoký výsledek projevu znaku „hmotnost 1000 zrn“ za všech podmínek pěstování, jsou Lazurit a Amazonka.

Klíčová slova

O autorech

FGBNU All-Russian Research Institute of obilnin pojmenovaný po. I.G. Kalinenko
Rusko
FGBNU All-Russian Research Institute of obilnin pojmenovaný po. I.G. Kalinenko
Rusko
FGBNU All-Russian Research Institute of obilnin pojmenovaný po. I.G. Kalinenko
Rusko

Reference

1. Balatsky, M. Yu. Zimní odolnost a odolnost poléhání šlechtitelských linií a odrůd ozimé tvrdé pšenice / M. Yu. Balatsky // Vzdělávání. Věda. Výroba – 2009: sběr vědecký Umění. na základě materiálů z vědecké a praktické konference. — Stavropol: AGRUS, 2009. — S. 72-74.

2. Panayotov, I. Vztah mezi vývojem hlavních morfologických charakteristik a výnosem pšenice v souvislosti se selekcí / I. Panayotov // Genetika a selekce. — 1988. — Vydání. 3, č.3. — S. 269-275.

3. Dorofeev, V. F. Světový genofond pšenice jako výchozí materiál pro šlechtění / V. F. Dorofeev, R. A. Udachin // Tr. podle adj. botaniky, genetiky a šlechtění. — 1975. — V. 56, vydání. 1. — S. 34-41.

4. Malyuga, N. G. Zimní pšenice v Kubanu / D. I. Malyuga. — Krasnodar: Kniha. nakladatelství, 1992. – 239 s.

5. Vedrov, N. G. Fenotypová odrůdová variabilita prvků produktivity u jarní pšenice a její využití ve šlechtění / N. G. Vedrov // Sibiřský věstník zemědělství. věda. — 1975. — č. 6. — S. 37-43.

6. Vedrov, N. G. Výchozí materiál pro výběr a hlavní charakteristiky suchovzdorného agroekotypu jarní pšenice pro východní Sibiř / N. G. Vedrov // Sibiřský bulletin zemědělství. věda. — 1982. — č. 3. — S. 19-25.

7. Boroevich, S. A. Genetické aspekty šlechtění vysoce výnosných odrůd pšenice / S. A. Boroevich // S.-kh. biologie. — 1973. — V. 3, č. 2. — S. 285-299.

8. Samofalova, N. E. Produktivita a kvalita moderních odrůd tvrdé ozimé pšenice vyšlechtěných Státním vědeckým ústavem Všeruský výzkumný ústav obilnin pojmenovaných po. I.G. Kalinenko / N. E. Samofalova, O. A. Dubinina, N. P. Ilichkina, N. Ya // Obilná ekonomika Ruska. -2013, — č. 1(25). — S. 51-55.

9. Kravchenko, N. S. Parametry adaptability odrůd měkké ozimé pšenice založené na znaku „váha 1000 semen“ za provokativních podmínek na pozadí („sucho“) / N. S. Kravchenko, E. V. Ionova // Obilná ekonomika Ruska — 2015. — č. 2 (38). — S. — 5-8.

10. Vozhzhova, N. N. Ekologická plasticita odrůd ozimé měkké pšenice podle ukazatele „obecné hodnocení pečení“ / N. N. Vozhzhova, N. S. Kravchenko // Obilné hospodářství Ruska. — 2014. — č. 1(31). — S. 22-26.

11. Dubinina, O. A. Adaptivní potenciál odrůd ozimé tvrdé pšenice / O. A. Dubinina, N. N. Vozhzhova // Agrární věda Euro-North-East – 2016. – č. 2 (51). — S. 29-32.

12. Agafonov, E.V. Půdy a hnojiva Rostovské oblasti: Učebnice / E.V. Agafonov, E.V. Semi-ektos. — 2. vyd. — Persianovka: Don GAU, 1999. — 90 s.

13. Metodika státního odrůdového zkoušení zemědělských plodin: Technologické hodnocení obilnin, obilovin a luštěnin / Stát. komise. pro testování zemědělských odrůd kultur. — M., 1988. — 121. let.

14. Dospekhov, B. A. Metodika polního experimentu. / B. A. Dospekhov – M.: Agropromizdat, 1985. -308 s.

15. Pakudin, V. Z. Metody posuzování ekologické plasticity odrůd zemědělských rostlin / V. Z. Pakudin, L. M. Lopatina. — M., 1971. — S. 113-121.

1 Výzkumný ústav selekce a produkce osiva Povolží pojmenovaný po P.N. Konstantinova – pobočka Samarského federálního výzkumného centra Ruské akademie věd

Výzkum byl proveden s cílem posoudit šlechtitelskou hodnotu sbírkových vzorků různého ekologického a geografického původu na základě znaku 1000 gramáž zrna a identifikovat zdroje tohoto znaku pro další využití ve šlechtitelském procesu. Práce probíhaly v regionu Samara v letech 2017–2019. Povětrnostní podmínky byly značně kontrastní: v roce 2017 bylo HTC rovné 1,04, v roce 2018 – 0,51, v roce 2019 – 0,48. Hmotnost 1000 zrn byla stanovena podle mezistátní normy: GOST 10842-89 Zrno obilovin a luštěnin a olejnin. Metoda stanovení hmotnosti 1000 zrn nebo 1000 semen. Materiálem pro výzkum bylo 344 tuzemských a zahraničních vzorků jarní měkké pšenice ze sběrové školky. V průběhu výzkumu na 99 párových pozorováních byl odhalen slabě pozitivní (r = 0,155) vztah mezi výnosem odrůd a hmotností 1000 zrn v kontrastních vlhkostních podmínkách v aridním klimatu oblasti Samara. Hodnota znakové hmotnosti 1000 zrn se pohybovala ve velmi širokém rozmezí – od 22,8 g do 45,7 g. Koeficient variace znakové hmotnosti 1000 zrn u nejlepších vzorků za sledované roky byl 5,2–13,2 %, resp. koeficient lineární regrese se pohyboval v širších rozmezích – od 0,49 do 1,40. Analýza dat získaných ve skupině nejlepších odrůd umožnila identifikovat první podskupinu vzorků s nejmenší reakcí v podobě poklesu hmotnosti 1000 zrn v důsledku nástupu nepříznivých faktorů (Lutescens 6182/12 -33, Erythrospermum 6517/24-1, Saratovskaya 68, Saratovskaya 73, Saratovskaya 74 , Mertsana a Ekada 113), stejně jako druhá podskupina vzorků, která ve studiích vykazovala vyšší reakci na zlepšené podmínky prostředí (environmentální index) (Tulaikovskaya Naděžda, Samsar, Kinelskaja 59, Erythrospermum 4146, Kuraginskaja 2, Svirel, Sigma, L-505 a Uljanovská 100).

jarní měkká pšenice
hmotnost 1000 zrn
surovina
sbírková školka
produktivitu

1. Mitrofanova O.P., Khakimova A.G. Nové genetické zdroje ve šlechtění pšenice ke zvýšení obsahu bílkovin v obilí // Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2016. T. 20. č. 4. s. 545–554. DOI: 10.18699/VJ16.177.

2. Aseeva T.A., Karacheva G.S., Lomakina I.V., Ruban Z.S. Tvorba výnosu a kvality zrna jarní a ozimé pšenice v podmínkách oblasti Středního Amuru // Ruská zemědělská věda. 2018. č. 1. S. 3–6.

3. Ivanova I.Yu., Ivanova A.O., Ilyina S.V. Korelační závislost výnosu měkké jarní pšenice na prvcích produktivity // Luštěniny a obilniny. 2019. č. 4 (32). s. 119–125. DOI: 10.24411/2309-348X-2019-11142.

4. Demina E.A., Kincharov A.I. Korelace výnosu jarní pšenice s ukazateli kvality zrna a prvky produktivity rostlin // AgroEcoInfo. 2017. č. 4. [Elektronický zdroj]. URL: http://agroecoinfo.narod.ru/journal/STATYI/2017/4/st_421.doc (datum přístupu: 20.04.2020).

5. Kovtun V.I., Kovtun L.N. Obsah zrn, hmotnost zrna klasu a hmotnost 1000 zrn při zvyšování výnosu ozimé pšenice měkké // Novinky Orenburgské státní agrární univerzity. 2015. č. 3 (53). s. 27–29.

6. Pushkarev D.V., Chursin A.S., Kuzmin O.G., Krasnova Yu.S., Karakoz I.I., Shamanin V.P. Korelace výnosu s prvky produktivity jarních odrůd měkké pšenice v podmínkách stepní zóny regionu Omsk // Bulletin Omské státní agrární univerzity. 2018. č. 3 (31). s. 26–35.

7. Zacharov V.G., Jakovleva O.D. Změny výnosu a prvky jeho struktury v odrůdách jarní měkké pšenice v různých obdobích střídání odrůd // Úspěchy vědy a technologie agroprůmyslového komplexu. 2015. T. 29. č. 10. S. 53–57.

8. Smith S., Bubeck D., Nelson B., Staněk J., Gerke J. Genetická diverzita a moderní šlechtění rostlin. Genetická diverzita a eroze rostlin. Indikátory a prevence. In: M. R. Ahuja, S. Mohan Jain. Švýcarsko: International Publishing, 2015. s. 55–88.

9. Slafer GA, Calderini DF Význam šlechtění pro další zlepšení výnosu pšenice tvrdé. Šlechtění pšenice tvrdé: současné přístupy a budoucí strategie. NY: The Haworth Press, 2005, s. 87–95.

10. Tadesse W., Amri A., Ogbonnaya FC, Sanchez-Garcia M., Sohail Q., Baum M. Wheat: in Genetic and Genomic Resources for Grain Cereals Improvement. Academic Press, 2016, s. 81–124. DOI: 10.1016/B978-0-12-802000-5.00002-2.

11. Kincharov A.I., Demina E.A., Taranova T.Yu., Chekmasova K.Yu. Studium sbírkových vzorků jarní měkké pšenice předčasnou zralostí // International Journal of Humanities and Natural Sciences. 2018. č. 10–1. s. 136–141. DOI: 10.24411/2550-1000-2018-10082.

12. Demina E.A., Kincharov A.I., Taranova T.Yu. Srovnávací hodnocení výchozího materiálu jarní měkké pšenice o hmotnosti 1000 zrn // Novinky Vědeckého centra Samara Ruské akademie věd. 2018. č. 2 (4). s. 700–704. DOI: 10.24411/1990-5378-2018-00158.

13. GOST 10842-89 Zrno obilovin a luštěnin a olejná semena. Metoda stanovení hmotnosti 1000 zrn nebo 1000 semen. M.: Standartinform, 2009. 3 s.

14. Metodika státního odrůdového zkoušení zemědělských plodin. Číslo 1. M., 1985. 267 s.

15. Dospehov B.A. Metodika polních experimentů. M.: Agropromizdat, 1985. 351 s.

16. Eberhart SA, Russell WA Parametry stability pro srovnání odrůd. Corp. Sci., 1966. Vol. 6. č. 1. S. 36–40.

Pšenice je hlavní potravinářskou plodinou Ruské federace. Prvořadým úkolem moderního šlechtění zůstává tvorba nových vysoce výnosných a kvalitních odrůd, které splňují moderní požadavky [1]. Zvyšování užitkovosti pšenice do značné míry závisí na šlechtitelské práci, při které se vyvíjejí moderní produkční odrůdy reagující na zlepšené agroklimatické podmínky a zároveň odolné vůči stresovým faktorům. Z hlediska selekce mají velký význam vlastnosti, které se vlivem nepříznivých podmínek prostředí méně liší. V procesu šlechtění je ukazatelem vybraných genotypů jejich úroveň produktivity. Realizace produktivity odrůd je přímo závislá na hydrotermálních podmínkách v kritických obdobích růstu a vývoje a dodržování pěstitelské technologie. Nepříznivé podmínky zase snižují výnosovou úroveň o více než polovinu [2].

Produktivita je komplexní ukazatel, který je tvořen různými prvky struktury plodiny, které jsou v poměrně složitém korelačním vztahu jak mezi sebou, tak s výnosem zrna [3–5]. Znalost těchto závislostí umožňuje posílit nebo oslabit určité vlastnosti pro získání jejich optimální kombinace a v důsledku toho získat vysokou produktivitu odrůd. Jedním z důležitých prvků produktivity v jakékoli zóně je hmotnost 1000 zrn, která má pozitivní korelaci s výnosem a bez ohledu na sílu spojení mezi dvěma znaky je spolehlivým ukazatelem pro selekci na výnos [6].

Hmotnost 1000 zrn ukazuje množství látky obsažené v zrnu a její velikost závisí na genotypu odrůdy, agroklimatických podmínkách, úrovni minerální výživy a technologii pěstování. V intenzivním typu odrůd pšenice se v letech sucha tvoří méně naplněná zrna, protože nemají dostatek vláhy k naplnění zrna živinami, takže hmotnost 1000 zrn je snížena na úroveň malozrnných extenzivních odrůd, což významně ovlivňuje jejich produktivitu [7]. Pro stabilizaci ročních hrubých sklizní zrna je proto nutné vytvářet nové odrůdy, včetně těch, které za nepříznivých podmínek výrazně nesnižují zrnitostní ukazatele.

Obecným problémem je snižování genetické diverzity a ve vztahu k pšenici jsou tyto procesy zvláště rozsáhlé [8]. Skutečný výnos produktů se nezvýší, pokud se nezlepší genetický potenciál odrůd [9]. Pro efektivní šlechtitelskou práci je nutné identifikovat nové genetické zdroje a donory ekonomicky cenných znaků, studovat je s přihlédnutím k souvislostem všech prvků výnosové struktury rostlin a reakcím na změny meteorologických podmínek v regionu, kde se pěstuje plodina. se pěstuje [10, 11]. Nový výchozí materiál je vybírán se specifikovanými cennými vlastnostmi a je dán charakteristikou agroklimatických a půdních podmínek regionu. V oblasti Středního Povolží je přikládán poměrně velký význam hmotnosti 1000 zrn, která charakterizuje prodejnost jarních produktů z měkké pšenice, především díky velikosti a kvalitě zrna [12].

Účel výzkumu: prostudovat šlechtitelskou hodnotu znaku 1000 hmotnost zrna a identifikovat cenné zdroje ze vzorků různého ekologického a geografického původu pro další využití ve šlechtitelském procesu aridních oblastí.

Materiály a metody výzkumu

Vědecký výzkum probíhal na základě laboratoře šlechtění a semenářství jarní měkké pšenice Výzkumného ústavu pro výzkum semen Povolží, pobočky Samarského výzkumného centra Ruské akademie věd v letech 2017–2019. Polní pokusy byly prováděny na polích prvního selekčního střídání plodin, předchůdce byl čistě ladem. Půda osevního postupu je typická nízkohumusová, středně hluboká, světlá jílovitá černozem, obsah humusu v orné vrstvě (podle Tyurina) je 5–6 %. Obsah živin v půdě: mobilní fosfor 61–77 mg/kg (průměr), vyměnitelný draslík 374–423 mg/kg (velmi vysoký), snadno hydrolyzovatelný dusík 28–49 mg/kg (nízký a průměrný). Půda má mírně kyselou reakci, pH půdního extraktu je 5,4 jednotek.

Sběrná školka byla vysévána na šestiřádkové parcely o ploše 1 m2 v pokusech bez opakování s častými normami (každých deset čísel). Výsev byl proveden v optimálních agrotechnických termínech pro plodinu pomocí selekčního secího stroje SSFC-7M. Výsevek byl 450 životaschopných semen na 1 m2. Sklizeň pozemků sběrové školky byla prováděna ve fázi úplné zralosti zrna na snopový materiál s následným výmlatem na mlátičce MPSU-500 a vážením zrna na laboratorních vahách. Některé rostliny na poli byly vybrány pro strukturální analýzu a popis rostlin.

K realizaci výzkumu bylo použito 344 vzorků jarní pšenice měkké ze sběrové školky, zastoupené především vzorky ze světové kolekce VIR, šlechtitelských institucí ČR a perspektivních odrůd a linií vlastního výběru. Studované vzorky mají plemennou hodnotu pro různé ekonomicky cenné znaky a vlastnosti v regionu. Odrůdy zónované v regionu Samara byly brány jako standard: odrůda Kinelskaya Niva (st 1) je nejlépe zónovanou odrůdou z výběru institutu, zabírá největší plochu v regionu, a odrůda Tulaikovskaya Nadezhda (st 2), která je standardem ve státním systému testování odrůd v oblasti Středního Volhy.

Hmotnost 1000 zrn byla stanovena podle mezistátní normy: GOST 10842-89 Zrno obilovin a luštěnin a olejnin. Metoda stanovení hmotnosti 1000 zrn nebo 1000 semen [13]. Pozorování a záznamy byly prováděny podle Metodiky státního odrůdového zkoušení zemědělských plodin [14]. Pro vybrané vzorky jsme vypočítali: variační koeficient (V) pro každou odrůdu podle metodiky terénních experimentů [15] a lineární regresní koeficient (bi) podle SA Eberharta, WA Russella pro nejlepší vzorky s přihlédnutím k index podmínek prostředí [16]. Matematické zpracování získaných dat bylo provedeno pomocí balíku analýzy dat počítačového programu Excel a aplikačního programu Stat.

Klimatické podmínky v oblasti Středního Volhy se formují pod vlivem kontinentálních podmínek mírných zeměpisných šířek a vyznačují se vysokými teplotami vzduchu v létě a nízkými v zimě. Meteorologické podmínky v průběhu let výzkumu byly mimořádně rozmanité, což přispělo k dobrému hodnocení materiálu v mnoha ohledech: rok 2017 byl příznivý pro růst a vývoj jarní pšenice, i když vláhově kontrastní – dostatek srážek v květnu–červnu (3násobek normy) a sucho po okruhu , HTC květen – srpen dosáhlo 1,04 (dlouhodobá průměrná hodnota – 0,73); vegetační období 2018 probíhalo v aridních (květen–červen) a silně aridních (srpen) podmínkách (VOP květen–srpen 0,51); Vegetační období roku 2019 bylo charakterizováno jako suché s HTC květen–srpen 0,48 (červen byl akutně suchý s HTC 0,17).

Výsledky výzkumu a diskuse

Stabilní hodnoty ukazatele zrnitosti mají v aridních podmínkách velký agronomický význam, a to jak z hlediska snížení kolísání hrubé produkce, tak z hlediska zachování řady ukazatelů kvality komerčního obilí. Proto je třeba tomuto znaku věnovat v chovatelských programech velkou pozornost. Polní hodnocení tvorby hmoty 1000 zrn 344 odrůd a linií jarní měkké pšenice ze světové kolekce VIR, vědeckých institucí ČR a vlastního výběru za tři roky ukázalo velmi širokou variabilitu znaku u odrůd – od 22,8 g do 45,7 g v podmínkách oblasti Středního Volhy. Řada vzorků s nízkou hmotností 1000 zrn v aridních podmínkách přitom netvořila ani ekonomicky významný výnos – jedna tuna na hektar, který by vrátil výrobní náklady.

Pro zjištění závislosti výnosu zrna na studovaném znaku v agroklimatických podmínkách výzkumné oblasti na stejném souboru odrůd (99 párových pozorování) ve třech kontrastních podmínkách byla korelační analýzou zjištěna slabá pozitivní závislost (r = 0,155) výnos odrůd o hmotnosti 1000 zrn v podmínkách regionu Samara při kritické hodnotě korelačních koeficientů r005 = 0,113, r001 = 0,148. Slabá pozitivní závislost se vysvětluje tím, že výnos je stále komplexním ukazatelem, který závisí na mnoha faktorech a vlastnostech, včetně počtu klasů na jednotku plochy, počtu zrn v nich a hmotnosti 1000 zrn. Každá z těchto vlastností má svá nejzranitelnější období během vegetačního období: počet klasů se tvoří hlavně od okamžiku výsevu a před začátkem botkování, počet zrn v klasu – od okamžiku vytvoření klasových hlíz a před květem hmotnost 1000 zrn – v období tvorby a plnění zrn Hlavní prvek produktivity, který negativně ovlivňuje výnos v sezóně, bude tedy určen načasováním nástupu suchých podmínek.

I přes slabou závislost výnosu na hmotnosti 1000 zrn je ve šlechtitelských programech nutné tomuto znaku věnovat mimořádnou pozornost, a to jak z hlediska stability hodnoty v průběhu let, tak zejména minimálního poklesu ukazatele za sucha. podmínek a určitou schopnost reagovat za příznivých podmínek. To umožní cíleně provádět selekce ve šlechtitelském procesu nového hybridního a šlechtitelského materiálu s určitým vyjádřením znakové hmotnosti 1000 zrn a pomůže zvýšit výnos vzniklých odrůd jarní měkké pšenice v suchých podmínkách oblast středního Volhy.

Hodnota znakové hmotnosti 1000 zrn ve všech oblastech pěstování plodin závisí na agrometeorologických podmínkách druhé poloviny vegetačního období, nazývané generativní fáze vývoje rostlin. Tato fáze začíná hlavátkem, ke kterému u většiny odrůd jarní měkké pšenice v podmínkách oblasti Středního Povolží dochází v průměru 24.–27. S přihlédnutím k extrémním povětrnostním podmínkám: minus 5–8 dní v podmínkách přetrvávajícího sucha a horka, plus 6–11 dní v podmínkách zásobení vláhou a chladném období vegetativní fáze vývoje rostlin (období od výsevu do rašení). V kontrastních podmínkách výzkumu se hmotnost 1000 zrn u 344 vzorků jarní měkké pšenice pohybovala od 22,8 g do 45,7 g. Průměrná hmotnost 1000 zrn u vzorků byla 34,3 g, u odrůdy Kinelskaya Niva (st 1) – 34,8 g , Tulaikovskaya Nadezhda (st 2) – 37,7 g (tabulka).

Nejlepší vzorky světové a charakteristické sbírky ústavu, identifikované podle hmotnosti 1000 zrn, pro roky 2017–2019.