Выполненность соломины как важный фактор защиты пшеницы от хлебного пилильщика (Cephus pygmaeus L.)

Актуальность. Стеблевой хлебный пилильщик Cephus pygmaeus L. относится к серьезным вредителям пшеницы в Алтайском крае. Устойчивость растений-хозяев к этому насекомому основана на выполненности соломины. Влияние данного признака на заселенность стеблей личинками пилильщика и морфобиологические признаки яровой мягкой пшеницы в условиях Алтайского края не изучено.
Материалы и методы. Исследование проведено на опытном поле ФГБНУ «Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий» в 2019–2021 гг. Индекс выполненности соломины оценен по 20-балльной шкале. Взаимосвязь выполненности соломины с заселенностью стеблей пшеницы личинками хлебного пилильщика изучена на 12 генотипах. Влияние выполненности соломины на морфобиологические признаки исследовано на шести парах сестринских линий. По индексу выполненности соломины изучено 100 сортов, по устойчивости к хлебному пилильщику – 184 сорта.
Результаты. Коэффициент корреляции Спирмена между индексом выполненности соломины и заселенностью стеблей личинками хлебного пилильщика составил –0,77 в 2019 г. и –0,80 в 2020 г. Линии с выполненной соломиной в среднем за два года характеризовались меньшей высотой растения (–5 см), меньшей озерненностью одного колоска (–0,11 штук), массой 1000 зёрен (–1,7 г) и продуктивностью главного колоса (–0,08 г), но большей массой зерна побегов кущения (+0,11 г). Отрицательного влияния выполненности соломины на урожайность и качество зерна не выявлено. Обнаружено 11 сортов с индексом выполненности соломины > 15 баллов: ‘Ершовская 33’, ‘Изера’, ‘Квинтус’, ‘КВС Аквилон’, ‘Тибальт’, ‘Cunningham’, ‘KW 240-3-13’, ‘KBC 3.13’, ‘Lillian’, ‘Sparrow’, ‘WW-4’.
Заключение. Выполненность соломины существенно снижает вред, наносимый стеблевым хлебным пилильщиком, и не сказывается отрицательно на урожайности и показателях качества зерна. Рекомендуется использовать выделенные сорта с выполненной соломиной в селекции пшеницы на устойчивость к хлебному пилильщику.

1. Beres B.L., Cárcamo H.A., Byers J.R., Clarke F.R., Pozniak C.J., Basu S.K. et al. Host plant interactions between wheat germplasm source and wheat stem sawfly Cephus cinctus Norton (Hymenoptera: Cephidae) I. Commercial cultivars. Canadian Journal of Plant Science. 2013;93(4):607-617. DOI: 10.4141/cjps2012-088

2. Beres B.L., Cárcamo H.A., Weaver D.K., Dosdall L.M., Evenden M.L., Hill B.D. et al. Integrating the building blocks of agronomy and biocontrol into an IPM strategy for wheat stem sawfly. Prairie Soils and Crops Journal. 2011;(4):54-65.

3. Buteler M., Weaver D.K., Peterson R.K.D. Oviposition behavior of the wheat stem sawfly when encountering plants infested with cryptic conspecifics. Environmental Entomology. 2009;38(6):1707-1715. DOI: 10.1603/022.038.0624

4. Cook J.P., Weaver D.K., Varella A.C., Sherman J.D., Hofland M.L., Heo H.-Y. et al. Comparison of three alleles at a major solid stem QTL for wheat stem sawfly resistance and agronomic performance in hexaploid wheat. Crop Science. 2019;59(4):1639-1647. DOI: 10.2135/cropsci2019.01.0009

5. Cook J.P., Wichman D.M., Martin J.M., Bruckner P.L., Talbert L.E. Identification of microsatellite markers associated with a stem solidness locus in wheat. Crop Science. 2004;44(4):1397-1402.

6. Долматова Л.С. Биологические особенности стеблевого хлебного пилильщика (Сephus рygmaeus L.) в условиях Алтайского Приобья. Владимирский земледелец. 2016;4(78):38-41.

7. Farstad C.W., Jacobson L.A. Manual for sawfly control workers in Alberta. Dominion Department of Agriculture – Science Service. Division of Entomology. Mimeographed Contribution 16. Ottawa: Dominion Department of Agriculture; 1945.

8. Hayat M.A., Martin J.M., Lanning S.P., McGuire C.F., Talbert L.E. Variation for stem solidness and its association with agronomic traits in spring wheat. Canadian Journal of Plant Science. 1995;75(4):775-780. DOI: 10.4141/cjps95-131

9. Holmes N.D. The effect of the wheat stem sawfly, Cephus cinctus (Hymenoptera: Cephidae) on the yield and quality of wheat. The Canadian Entomologist. 1977;109(12):1591-1598. DOI: 10.4039/Ent1091591-12

10. Крупнов В.А., Касатов В.И. Методы выявления форм пшеницы, устойчивых к хлебному пилильщику. Селекция и семеноводство. 1977;6:59-60.

11. Lanning S.P., Fox P.D., Elser J., Martin J.M., Blake N.K., Talbert L.E. Microsatellite markers associated with a secondary stem solidness locus in wheat. Crop Science. 2006;46(4):1701-1703. DOI: 10.2135/cropsci2005.10-0379

12. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Москва: Колос; 1985.

13. Platt A.W. The influence of some environmental factors on the expression of the solid stem character in certain wheat varieties. Scientific Agriculture. 1941;22(3):139-151. DOI: 10.4141/sa-1941-0072

14. Platt A.W., Farstad C.W., Callenbach J.A. The reaction of Rescue wheat to sawfly damage. Scientific Agriculture. 1948;28(4):154-161. DOI: 10.4141/sa-1948-0026

15. Saint Pierre C., Trethowan R., Reynolds M. Stem solidness and its relationship to water-soluble carbohydrates: association with wheat yield under water deficit. Functional Plant Biology. 2010;37(2):166-174. DOI: 10.1071/FP09174

16. Sherman J.D., Blake N.K., Martin J.M., Kephart K.D., Smith J., Clark D.R. et al. Agronomic impact of a stem solidness gene in near-isogenic lines of wheat. Crop Science. 2015;55(2):514-520. DOI: 10.2135/cropsci2014.05.0403

17. Sherman J.D., Weaver D.K., Hofl M.L., Sing S.E., Buteler M., Lanning S.P. et al. Identification of novel QTL for sawfly resistance in wheat. Crop Science. 2010;50(1):73-86. DOI: 10.2135/cropsci2009.03.0145

18. Стецов Г.Я., Долматова Л.С. Биология и вредоносность стеблевого хлебного пилильщика в условиях Приобья Алтайского края. Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2013;5(103):063-066.

19. Stoa T.E. Rescue wheat. North Dakota Agricultural Experiment Station Bimonthly Bulletin. 1947;10(2):43-45.

20. Subedi M., Cárcamo H.A., Knodel J.J., Weaver D.K., Cuthbert R.D., Pozniak C.J. et al. Stability analysis of stem solidness, grain yield, and grain protein concentration in spring wheat. Canadian Journal of Plant Science. 2021;101(4):456-475. DOI: 10.1139/cjps-2020-0089

21. Szczepaniec A., Glover K.D., Berzonsky W. Impact of solid and hollow varieties of winter and spring wheat on severity of wheat stem sawfly (Hymenoptera: Cephidae) infestations and yield and quality of grain. Journal of Economic Entomology. 2015;108(5):2316-2323. DOI: 10.1093/jee/tov207

22. Varella A.C., Weaver D.K., Cook J.P. Blake N.K., Hofland M.L., Lamb P.F. et al. Characterization of resistance to the wheat stem sawfly in spring wheat landrace accessions from targeted geographic regions of the world. Euphytica. 2017;213(7):153. DOI: 10.1007/s10681-017-1945-x

23. Varella A.C., Weaver D.K., Sherman J.D., Blake N.K., Heo H.Y., Kalous J.R. et al. Association analysis of stem solidness and wheat stem sawfly resistance in a panel of North American spring wheat germplasm. Crop Science. 2015;55(5):2046-2055. DOI: 10.2135/cropsci2014.12.0852

24. Weigt D., Kiel A., Nawracała J., Pluta M., Łacka A. Solidstemmed spring wheat cultivars give better androgenic response than hollow-stemmed cultivars in anther culture. In Vitro Cellular and Developmental Biology – Plant. 2016;52(6):619-625. DOI: 10.1007/s11627-016-9793-2

25. Weiss M.J., Morrill W.L. Wheat stem sawfly (Hymenoptera: Cephidae) revisited. American Entomologist. 1992;38(4):241-245. DOI: 10.1093/ae/38.4.241