Методика оценки агроэкологической адаптированности генотипов в условиях глобального потепления климата

Актуальность. Несмотря на достижения селекции в создании сортов с высокой потенциальной продуктивностью и устойчивостью к наиболее распространенным в регионах стрессовым факторам, предусмотреть и точно предсказать реакцию сортов в производственных условиях практически невозможно. К тому же в условиях глобального потепления климата все чаще будут проявляться экстремальные погодные явления, включая волны жары, засух и ливней. Для уменьшения риска существенного снижения валовых сборов зерна в засушливые годы и достижения высоких показателей в благоприятных условиях поставлена цель работы – разработать комплексный показатель оценки агроэкологической адаптированности генотипа к некоторым последствиям глобального потепления климата.

Материалы и методы. Используя результаты конкурсного испытания пяти сортов и девяти перспективных линий пшеницы яровой по урожайности за шесть контрастных по влагообеспеченности лет – методом расчета показателей отзывчивости на благоприятные условия, депрессии урожайности зерна в неблагоприятных условиях и относительного индекса урожайности – предложен комплексный показатель для оценки агроэкологической адаптированности генотипа к контрастным условиям среды.

Результаты. Предложенный метод позволяет получить комплексную оценку, учитывающую отзывчивость образца на улучшение агроклиматических условий и степень его реакции на неблагоприятные факторы среды с учетом индекса урожайности в изучаемом наборе. Метод рекомендуется для оценки исходного материала и выявления разнообразия откликов образцов на изменения агроклиматических условий и для этапа конкурсного сортоиспытания в селекции на адаптивность. 

1. Battisti D.S., Naylor R.L. Historical warnings of future food insecurity with unprecedented seasonal heat. Science. 2009;323(5911):240-244. DOI: 10.1126/science.1164363

2. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Москва: Агропромиздат; 1985.

3. Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science. 1966;6(1):36-40. DOI: 10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011x

4. Hansen J., Sato M., Ruedy R. Perception of climate change. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2012;109(37):2415-2423. DOI: 10.1073/pnas.1205276109

5. Kahiluoto H., Kaseva J., Hakala K., Himanen S.J., Jauhiainen L., Rötter R.P. et al. Cultivating resilience by empirically revealing response diversity. Global Environmental Change. 2014;25:186-193. DOI: 10.1016/j.gloenvcha.2014.02.002

6. Хангильдин В.В., Бирюков С.В. Проблема гомеостаза в генетико-селекционных исследованиях. В кн.: Генетико-цитологические аспекты в селекции сельскохозяйственных растений. Одесса: ВСГИ; 1984. C.67-76.

7. Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Генотип и среда в селекции растений. Минск: Наука и техника; 1989.

8. Кинчаров А.И., Таранова Т.Ю., Дёмина Е.А. Специфическая реакция сортов яровой мягкой пшеницы на погодные условия. Вестник КрасГАУ. 2020;9(162):61-68. DOI 10.36718/1819-4036-2020-9-61-68

9. Mäkinen H., Kaseva J., Virkajärvi P., Kahiluoto H. Managing resilience of forage crops to climate change through response diversity. Field Crops Research. 2015;183:23-30. DOI: 10.1016/j.fcr.2015.07.006

10. Мальчиков П.Н., Вьюшков А.А. Селекция твердой пшеницы на урожайность. В кн.: Генетика, селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур (к 100-летию Самарского НИИСХ). Самара; 2003. С.89-118.

11. Мартынов С.П. Оценка экологической пластичности сортов сельскохозяйственных культур. Сельскохозяйственная биология. 1989;(3):124-128.

12. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск второй. Зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. Москва: Госагропром СССР; 1989.

13. Поползухина Н.А., Поползухин П.В., Гайдар А.А., Паршуткин Ю.Ю., Якунина Н.А. ‘Омская юбилейная’ – адаптивный сорт яровой мягкой пшеницы для Сибирского региона. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2020;181(4):120-126. DOI 10.30901/2227-8834-2020-4-120-126

14. Ray D.K., Gerber J.S., MacDonald G.K., West P.C. Climate variation explains a third of global crop yield variability. Nature Communications. 2015;6:5989. DOI: 10.1038/ncomms6989

15. Рыбась И.А. Повышение адаптивности в селекции зерновых культур (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2016;51(5):617-626. DOI 10.15389/agrobiology.2016.5.617rus

16. Semenov M.A., Shewry P.R. Modelling predicts that heat stress, not drought, will increase vulnerability of wheat in Europe. Scientific Reports. 2011;1:66. DOI: 10.1038/srep00066

17. Валекжанин В.С., Коробейников Н.И. Экологическая пластичность генетически полиморфных образцов яровой мягкой пшеницы. Достижения науки и техники АПК. 2011;(12):25-27.

18. Vollset S.E., Goren E., Yuan C.W., Cao J., Smith A.E., Hsiao T. et al. Fertility, mortality, migration, and population scenarios for 195 countries and territories from 2017 to 2100: a forecasting analysis for the Global Burden of Disease Study. Lancet. 2020;396(10258):1285-1306. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30677-2

19. Жаркова С.В. Оценка параметров адаптивности среды в ограниченном количестве пунктов испытания. Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2019;10-1(37):138-141.

20. Животков Л.А., Морозова З.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.

21. Жученко А.А. Возможности создания сортов и гибридов растений с учетом изменения климата. В кн.: Стратегия адаптивной селекции полевых культур в связи с глобальным изменением климата. Саратов; 2004. С.10-16.