Ранжирование генотипов яровой мягкой пшеницы по дате колошения и продолжительности вегетации в разных эколого-географических условиях

Актуальность. Адаптация сортимента яровой мягкой пшеницы к изменениям климата требует исследования факторов, влияющих на продолжительность вегетационного периода в различных эколого-географических условиях.

Цель работы: исследование влияния эколого-географических условий на корреляцию продолжительности вегетации и межфазных периодов генотипов яровой мягкой пшеницы.

Материалы и методы. Исследована географическая и температурная зависимость коэффициентов корреляции продолжительности межфазных периодов «всходы – колошение» (ВК) и «колошение – восковая спелость» (КС) с «всходы – восковая спелость» (ВС) коллекции яровой мягкой пшеницы ВИР в 18 географических пунктах России и Узбекистана, расположенных от 41 до 60° с. ш. и от 30 до 135° в. д. Исследовано влияние факторов «генотип» и «год» на ВК и КС, построены регрессионные агрометеорологические модели ВК и КС по данным изучения коллекции в Санкт-Петербурге в 1945–2021 гг.

Результаты. Показано, что в пунктах исследования с широтой ниже 52–54° с. ш. коэффициент корреляции ВС с ВК в основном выше, чем ВС с КС, в более высоких широтах – наоборот. Изменение соотношения коэффициентов происходит за счет возрастания межгодовой вариабельности периода КС при более низких температурах. Влияние КС на ВС становится больше влияния ВК при температуре ниже 18°С. На данных многолетнего исследования коллекции пшеницы в Санкт-Петербурге показано, что на ВК влияние генотипа составляет 18,9%, года – 68,9%, а на КС – 4,1 и 71,3% соответственно. Регрессионные модели показали, что КС определяется температурой не менее чем на 81%, ВК имеет меньший коэффициент детерминации погодными условиями (56%).

Заключение. Ранжирование генотипов яровой мягкой пшеницы по времени колошения отражает их распределение по скороспелости. Значительный вклад периода «колошение – восковая спелость» заметен при температуре ниже 18°С после колошения на широтах выше 52–54° с. ш.

1. Dettori M., Cesaraccio C., Duce P., Mereu V. Performance prediction of durum wheat genotypes in response to drought and heat in climate change conditions. Genes. 2022;13(3):488. DOI: 10.3390/genes13030488

2. Головоченко А.П. Особенности адаптивной селекции яровой мягкой пшеницы в лесостепной зоне Среднего Поволжья: монография. Кинель; 2011.

3. Градеков С.М., Густых Г.Д. Селекционная ценность коллекционных образцов озимой пшеницы для селекции сортов интенсивного типа. Зерновые культуры. 1990;(2):3-4.

4. Формирование урожая основных сельскохозяйственных культур / перевод с чешского З.К. Благовещенской. Москва: Колос; 1984.

5. Keilwagen J., Kilian B., Özkan H., Babben S., Perovic D., Mayer K.F.X. et al. Separating the wheat from the chaff – a strategy to utilize plant genetic resources from ex situ genebanks. Scientific Reports. 2014;4:5231. DOI: 10.1038/srep05231

6. Ляпунова О.А. Наследование продолжительности периода всходы – колошение гибридами яровой мягкой пшеницы. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1989;127:73-78.

7. Menzel A., von Vopelius J., Estrella N., Schleip C., Dose V. Farmers’ annual activities are not tracking speed of climate change. Climate Research. 2006;32(3):201-207. DOI: 10.3354/CR032201

8. Мережко А.Ф., Удачин Р.А., Зуев Е.В., Филатенко А.А., Сербин А.А., Ляпунова О.А., Косов В.Ю., Куркиев У.К., Охотникова Т.В., Наврузбеков Н.А., Богуславский Р.Л., Абдулаева А.К., Чикида Н.Н., Митрофанова О.П., Потокина С.А. Пополнение, сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пшеницы, эгилопса и тритикале: методические указания. Санкт-Петербург: ВИР; 1999.

9. Мищенко З.А. Агроклиматология. Киев: КНТ, 2009.

10. Наумова М.С., Иванова С.В. Селекционная ценность коллекции скороспелых сортов яровой пшеницы для условий Иркутской области. Вестник Иркутской государственной сельскохозяйственной академии. 1997;(8):19-22.

11. Никифоров М.Н. Вегетационный период и продуктивность яровой пшеницы в условиях Кубани. Бюллетень Всесоюзного ордена Ленина института растениеводства им. Н.И. Вавилова. 1976;(60):7-9.

12. Новиков В.В., Шахмедов И.Ш. Новый исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы в Астраханской области. Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Сельскохозяйственные науки. 1994;(1):88-91.

13. Новикова Л.Ю., Дюбин В.Н., Лоскутов И.Г., Зуев Е.В., Ковалева О.Н., Пороховинова Е.А. и др. Анализ динамики хозяйственно-ценных признаков сортов сельскохозяйственных культур в условиях изменения климата. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2013a;173:102-119.

14. Новикова Л.Ю., Лоскутов И.Г., Зуев Е.В., Ковалева О.Н., Пороховинова Е.А, Артемьева А.М. и др. Анализ динамики хозяйственно ценных признаков сельскохозяйственных культур на Северо-Западе Российской Федерации в условиях изменения климата. Экологический мониторинг и моделирование экосистем. 2013b;25:205-223.

15. Новоселова Л.А. Исходный материал для селекции сортов яровой мягкой пшеницы интенсивного типа в Волго-Вятском районе. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 1978;63(2):46-50.

16. Павлова В.Н., Караченкова А.А. Оценка изменений климатически обусловленной урожайности яровой пшеницы в земледельческой зоне России. Фундаментальная и прикладная климатология. 2020;(4):68-87. DOI: 10.21513/2410-8758-2020-4-68-87

17. Ригин Б.В. Яровой тип развития мягкой пшеницы (Triticum aestivum L.): фенологический и генетический аспекты. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2012;170:17-33.

18. Селянинов Г.Т. К вопросу о классификации с.-х. культур по климатическим признакам. Труды по сельскохозяйственной метеорологии. 1930;21(2):130-171.

19. Шевелуха В.С. Периодичность роста сельскохозяйственных растений и пути ее регулирования. Москва: Колос; 1980.

20. Цыганков В.И. Создание адаптивных сортов яровой пшеницы для условий сухостепных зон Казахстана. Известия Оренбургского ГАУ. 2011;2(30):46-50.

21. Ведров Н.Г., Хапинский А.Н. Сортосмена и селекционный прогресс. Селекция и семеноводство. 1990;(2):35-37.

22. Вьюшков А.А., Мальчиков П.Н., Сюков В.В., Шевченко С.Н. Селекционно-генетическое улучшение яровой пшеницы: монография. 2-е изд. Самара: Самарский научный центр РАН; 2012.

23. Zhang Z., Xing Z., Zhou N., Zhao C., Liu B., Jia D. et al. Effects of post-anthesis temperature and radiation on grain filling and protein quality of wheat (Triticum aestivum L.). Agronomy. 2022;12(11):2617. DOI: 10.3390/agronomy12112617

24. Зуев Е.В., Брыкова А.Н., Жукова Л.И., Корниенко Н.Г., Патуринская Л.К., Семенова Л.В. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 762. Яровая мягкая пшеница: результаты полевой оценки образцов в условиях Красноярского края. Санкт-Петербург: ВИР; 2005.

25. Зуев Е.В., Шихмурадов А.З., Ахмедов М.А., Брыкова А.Н., Кудрявцева Е.Ю. Каталог мировой коллекции ВИР. Выпуск 858. Яровая мягкая пшеница. Источники селекционно ценных признаков для условий Дагестана. Санкт-Петербург: ВИР; 2018. DOI: 10.30901/978-5-905954-64-1