DOI: https://doi.org/10.30835/2413-7510.2019.190449

Екологічна стабільність та пластичність сортів ячменю ярого

N. I. Vasko, P. M. Solonechnyi, M. R. Kozachenko, O. E. Vazhenina, O. V. Solonechna, O. G. Naumov, O. V. Zymogliad

Анотація


Мета дослідження. Виділити стабільні та пластичні сорти в контрастних погодних умовах східної частини Лісостепу України, оцінити погодні умови років дослідження як середовища з інформаційною та диференціюючою здатністю.

Матеріали та методи. Урожай ярого ячменю, зібраний в 2008–2015 роках з контрастними умовами, порівнювали для визначення сили та спрямованості реакції сорту на погодні умови. Сорти селекції Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва НААН було взято в якості тестового матеріалу: Парнас, Аграрій, Модерн, Алегро, Дивогляд, Щедрий (експеримент 1) – у 2008–2011 роках; нові сорти Авгур, Бальзам, Грін, (експеримент 2) – у 2013–2015 роках. Стандартом був сорт Взірець.

Дослідження проводили на дослідних полях Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва НААН у розсадниках конкурсного сортовипробування у чотирьох повтореннях, з площею ділянки 10 м2. Дані про врожайність були статистично оброблено за допомогою ANOVA. Інформаційна та диференціююча здатність середовищ (років), а також селекційна цінність сортів визначалися GGE-biplot аналізом.

Обговорення результатів. У результаті порівняння рівня врожайності сортів установлено, що 2008 та 2014 роки були сприятливими; 2010 та 2013 роки – несприятливими. Випадання опадів було нерівномірним, носило зливовий характер, а отже, не могло задовольнити потребу рослин ячменю у зволоженні, особливо при високій температурі повітря. Всі сорти знизили врожайність при несприятливих умовах (посуха), а рівень зниження врожайності залежав від генотипу.

Дослідження виявило, що сорти ячменю Парнас та Авгур повністю використовували свій потенціал за сприятливих умов вирощування, їх урожайність досягала 4,92 т/га та 5,12 т/га відповідно. Вони є інтенсивними сортами. Найбільш стабільну врожайність дали сорти Алегро, Парнас, Авгур та Бальзам. Зниження врожайності в цих сортів при несприятливих погодних умовах складало 55–65 %. Урожайність сортів Взірець, Грін та безостий Модерн була найбільш мінливою, зниження врожайності – 66–72 %, тобто ці сорти є пластичними. У той же час Взірець може реалізувати свій потенціал навіть у посушливих умовах.

Висновки. Таким чином, в Інституті рослинництва ім. В.Я. Юр'єва НААН створено сорти ячменю для різних умов вирощування: як для регіонів з оптимальними умовами, так і для посушливих та ризикованих районів ведення сільського господарства. Це є актуальним, враховуючи можливі зміни клімату в напрямку потепління.


Ключові слова


ячмінь; екологічна пластичність та стабільність; диференціюючи здатність середовища; ідеальний генотип; ранжування; GGE-biplot

Повний текст:

PDF (English)

Посилання


Gallais A, Neveu A. Changement climatique et production agricole. 2015. URL: http:// www.inra.fr.

Hakala K, Jauhiainen L, Himanen S et al. Climate Change agriculture paper. Sensitivity of barley varieties to weather in Finland. Journal of Agriculture Science. 2012; 150: 145–160. DOI: 10.1017/S0021859611000694.

Luck J, Campbell ID, Magarey R et al. Chapter 21: Climate change and plant biosecurity: Implications for Policy. In: Gordh G, McKirdly S, editors. The Handbook of plant biosecurity.Dordrecht; Springer Science & Business Media. 2014. P. 655–691.

Carvalho P, Azam-Ali S, Foulkes MJ. Quantifying relationships between rooting traits and water uptake under drought in Mediterranean barley and durum wheat. J. of integrative plant biology. 2014; 56(5): 455–469. DOI: 10.1111/jipb.12109.

Giancarla V, Madosa E, Ciulca S, Ciulca A, Petolescu C, Bitea N. Assessment of drought tolerance in some barley genotypes cultivated in West part of Romania. J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. 2010; 14(3): 114–118.

Hudzenko VM, Vasylkivskyi SP. Main lines and objectives of winter barley breeding in the Central forest-steppe of Ukraine. Novitni Ahrotekhnologii. 2016; 1. URL: http://plant.gov.ua/uk/2016-1-2.

Blum A. Drought resistance, water-use efficiency, and yield potential – are they compatible, dissonant, or mutually exclusive ? Australian Journal of Agriculture Research. 2005; 56: 1159–1169. DOI: 10.1071/AR05069.

Cattiveli L, Rizza F, Badeck F-W, Mazzucotelli E, Mastrangelo AM, Francia E, Maré C, Tondelli A, Stanca AM. Drought tolerance in crop plants: an integrated view from breeding to genomics. Field Crops Research.2008; 105: 1–14. DOI: 10.1016/j.fcr.2007.07.004.

Kraakman ATW, Martinez F, Mussiraliev B, Van Eewijk FA, Niks RE.Linkage disequilibrium mapping of morphological, resistance, and other agronomically relevant traits in modern spring barley cultivars. Molecular Breeding. 2006; 17: 41–58. DOI: 10.1007/S11032-005-1119-8.

Nazari L, Pakniyat H. Assessment of drought tolerance in barley genotypes. J. of Applied Science. 2010; 10(2): 151–156. DOI: 10.3923/jas.2010.151.156.

Vashchenko VV, Shevchenko OO. Adaptability and stability of spring barley varieties in terms of performance paraneters. Visnyk Dnipropetrovskogo DAU. 2013; 1(31): 11–15.

Kosová K, Vitámvás P, Urban MO, Kholová J, Prášil IT. Breeding for enhanced drought resistance in barley and wheat – drought-associated traits, genetic resources and their potential utilization in breeding programmes. Czech J. Genet. Plant Breed. 2014; 50(4): 247–261.

Mittler R. Abiotic stress, the field environment and stress combination. Trends in Plant Science.2006; 11: 15–19. DOI: 10.1016/j.tplants.2005.11.002.

Babash AB. Fulfillment of adaptive systems of drought tolerance of spring barley to the Black Sea Steppe conditions. Zbirnyk naukovykh prats SGI–NTsNS. 2008; 12(52): 167–173.

Marukhniak AYa. Assessment of adaptive features of spring barley varieties.Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy selskokhoziaystvennoy akademii. 2018; 1: 67–72.

Vazhenina OE. Ecological stability of spring barley varieties on productivity and the creation of a valuable source of material. Sel. Nasinn. 2014; 106: 5–12. DOI: 10.30835/2014.42096.

Verma A, Singh J, Kumar V, Kharab AS, Singh GP. Nonparametric analysis in multi-environmental trials of feed barley genotypes. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci. 2017; 6(6): 1201–1210. DOI: 10.2054/ijcmas.2017.606.139.

Mirosavljević M, Pržulj N, Čanak P. Analysis of new experimental barley genotype performance for grain yield using AMMI biplot. Selekcija i Semenarstvo. 2014; 20(1): 27–36. DOI: 10.5937/SelSem14.1027M.

Mohammadi M, Karimizadeh R, Noorinia AA, Ghojogh H, Hosseinpour T, Khalilzadeh GR, Mehraban A, Roustaii M, Hosni MH. Analysis of yield stability in multi-environment trials of barley (Hordeum vulgare L.) genotypes using AMMI model. Curr. Opin. Agric. 2013; 2(1): 20–24.

Verma RPS, Kharab AS, Singh J, Kumar V, Sharma I, Verma A. AMMI model to analyse GxE for dual purpose barley in multi-environment trials. Agric. Sci. Digest. 2016; 36(1): 9–16. DOI: 10.18805/asd.v36i3.11444.

Demydov OA, Hudzenko VM, Sardak МО, Іshchenko VA, Demjaniuk OS. Environmental variety trial of barley at the final stage of breeding. Agroekоlogichnyi zhurnal. 2017;4: 58–65.

Kendal E. GGE biplot analysis of multi-environment yield trials in barley (Hordeum vulgare L.) cultivars. Journal of Crop Breeding and Genetics. 2016; 2(1): 90–99.

Mohammadi M, Noorinia AA, Khalilzadeh GR, Hosseinpoo T. Application of GGE biplot analysis to investigate GE interaction on barley grain yield. Curr. Opin. Agric. 2015; 4(1): 25–32.

Sarkar B, Sharma RC, Verma RPS, Sarkar A, Sharma I. Identifying superior feed barley genotypes using GGE biplot for diverse environments in India. Indian J. Genet. 2014; 74(1): 26–33. DOI: 10.5958/j.0975-6906.74.1.004.

Khanzadeh H, Vaezi B, Mohammadi R, Mehraban A, Hosseinpor T, Shahbazi K. Grain yield stability of barley genotypes in uniform regional yield trails in warm and semi warm dry land area. Indian J. Agric. Res. 2018; 52(1): 16–21. DOI: 10.18805/IJARe.A-290.

Mortazavian SMM, Nikkhah HR, Hassani FA, Sharif-al-Hosseini M, Taheri M, Mahlooji M. GGE biplot and AMMI analysis of yield performance of barley genotypes across different environments in Iran. J. Agr. Sci. Tech. 2014; 16: 609–622.

Vaezi B, Pour-Aboughadareh A, Mohammadi R, Armion M, Mehraban A, Hossein-Pour T, Dorii M. GGE biplot and AMMI analysis of barley yield performance in Iran. Cer. Res. Com. 2017; 45(3): 500–511. DOI: 10.1556/0806.45.2017.019.

Hudzenko VM, Vasylkivskyi SP, Demydov AA. Use of AMMI and GGE biplot models for estimation of winter barley breeding lines in the Forest-Steppe of Ukraine. Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy selskokhoziaystvennoy akademii. 2017; № 1.С. 67–70.

Demydov ОА, Hudzenko VM, Sardak МО, Ishchenko VA, Smulska IV, Koliadenko SS. Multi-environmental trial of barley for yield and stability. Plant Varieties Studying and Protection. 2017; 13(4): 343–350. DOI: 10. 21498/2518-1017.13.4.2017.117727.

Hudzenko VM. Yield and stability of Myronivka winter barley varieties. Sel. Nasinn. 2018; 113: 55–77. DOI: 10.30835/2413-7510.2018.134358.

Solonechnyi PM, Kozachenko MR, Vasko NI, Naumov OG, Vazhenina OE, Solonechna OV, Dmytrenko PP, Kovalenko OL. GGE biplot analysis of genotype x environment interaction in spring barley varieties. Sel. Nasinn. 2014; 106: 93–102.

Solonechnyi P, Vasko N, Naumov A, Solonechnaya O, Vazhenina O, Bondareva O, Logvinenko Yu. GGE biplot analysis of genotype by environment interaction of spring barley varieties. Zemdirbyste-Agriculture. 2015; 102(4): 431–436. DOI: 10.13080/z-a.2015.102.055.

Solonechnyi PN, Kozachenko MR, Vasko NI, Naumov AG, Vazhenina OE, Solonechnaia OV. GGE biplot analysis of environmental variety trial data. Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy selskokhoziaystvennoy akademii.2015; 3: 110–114.

Solonechnyi PM, Kozachenko MR, Vasko NI, Naumov OG, Bondareva OВ, LogvynenkoYuV. Evaluation of the genotype × environment interaction in spring barley cultivars using GGE biplot analysis. Visnyk Kharkivskogo NAU. Ser. «Plant Production, Plant Breeding and Seed Production».2015; 1: 79–86.

Solonechnyi PM, Kozachenko MR, Vasko NI, Naumov OG, Solonechna OV, Vazhenina OE, Bondareva OB, Kovalenko AI. GGE biplot assessment of phenotypic stability of spring barley varieties. Sel. Nasinn. 2015; 107: 205–214. DOI: 10.30835/2015.54059.

Solonechnyi PM, Kozachenko MR, Vasko NI, Naumov OG, Solonechna OV, Vazhenina OYe, Kompanets KV. AMMI (additive main effect and multiplicative interaction) model for assessment of yield stability of spring barley genotypes. Sel. Nasinn. 2016;110: 131–141. DOI: 10.30835/2016.87620.

Solonechnyi PM. AMMI and GGE biplot analyses of the genotype-environment interaction in spring barley lines. Vavilovskiy zhurnal genetiki I selektsii. 2017; 21(6): 657–662. DOI: 10.18699/VJ17.283.

Solonechnyi P, Kozachenko M, Vasko N, Hudzenko V, Ishenko V, Kozelets G, Usova N, Logvinenko Y, Vinyukov A. AMMI and GGE biplot analysis of yield performance of spring barley (Hordeum vulgare L.) varieties in multi environment trials. Agriculture & Forestry. 2018; 64(1): 121–132. DOI: 10.17707/AgricultForest.64.1.15.

Yan W, Kang MS. GGE biplot analysis: A graphical tool for breeders, geneticists and Agronomists. CRC press, Boca Raton, FL, 2003.

Yan W, Tinker NA. Biplot analysis of multi-environment trial data: Principles and applications. Can. J. Plant Sci.2006; 86: 623–645. DOI: 10.4141/P05-169.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


Gallais A., Neveu A. Changement climatique et production agricole. 2015. http:// www.inra.fr.

Hakala K., Jauhiainen L., Himanen S. et al. Climate Change agriculture paper. Sensitivity of barley varieties to weather in Finland. Journal of Agriculture Science. 2012. № 150. Р. 145–160. DOI: 10.1017/S0021859611000694.

Luck J., Campbell I.D., Magarey R. et al. Chapter 21: Climate change and plant biosecurity: Implications for Policy. In: Gordh G., McKirdly S., editors. The Handbook of plant biosecurity. Dordrecht; Springer Science & Business Media. 2014. P. 655–691.

Carvalho P., Azam-Ali S., Foulkes M.J. Quantifying relationships between rooting traits and water uptake under drought in Mediterranean barley and durum wheat. J. of integrative plant biology. 2014. № 56(5). Р. 455–469. DOI: 10.1111/jipb.12109.

Giancarla V., Madosa E., Ciulca S., Ciulca A., Petolescu C., Bitea N. Assessment of drought tolerance in some bar ley genotypes cultivated in West part of Romania. J. of Horticulture, Forestry and Biotechnology. 2010. № 14(3). Р. 114–118.

Гудзенко В.М., Васильківський С.П.Основні напрями та завдання селекції ячменю озимого у Центральному Лісостепу України. Новітні агротехнології. 2016. № 1. http://plant.gov.ua/uk/2016-1-2.

Blum A. Drought resistance, water-use efficiency, and yield potential – are they compatible, dissonant, or mutually exclusive ? Australian Journal of Agriculture Research. 2005. № 56. Р. 1159–1169. DOI: 10.1071/AR05069.

Cattiveli L., Rizza F., Badeck F.-W., Mazzucotelli E., Mastrangelo A.M., Francia E., Maré C., Tondelli A., Stanca A.M. Drought tolerance in crop plants: an integrated view from breeding to genomics. Field Crops Research. 2008. № 105. Р. 1–14. DOI: 10.1016/j.fcr.2007.07.004.

Kraakman A.T.W., Martinez F., Mussiraliev B., Van Eewijk F.A., Niks R.E. Linkage disequilibrium mapping of morphological, resistance, and other agronomically relevant traits in modern spring barley cultivars. Molecular Breeding. 2006. № 17. Р. 41–58. DOI: 10.1007/S11032-005-1119-8.

Nazari L., Pakniyat H. Assessment of drought tolerance in barley genotypes. J. of Applied Science. 2010. № 10(2). Р. 151–156. DOI: 10.3923/jas.2010.151.156.

Ващенко В.В., Шевченко О.О. Адаптивність і стабільність сортів ячменю ярого за показниками продуктивності. Вісник Дніпропетровського ДАУ. 2013. № 1(31). С. 11–15.

Kosová K., Vitámvás P., Urban M.O., Kholová J., Práši I.T. Breeding for enhanced drought resistance in barley and wheat – drought-associated traits, genetic resources and their potential utilization in breeding programmes. Czech J. Genet. Plant Breed. 2014. № 50(4). Р. 247–261.

Mittler R. Abiotic stress, the field environment and stress combination. Trends in Plant Science. 2006. № 11. Р.15–19. DOI: 10.1016/j.tplants.2005.11.002.

Бабаш А.Б. Реалізація адаптивних систем стійкості ярого ячменю до посухи в умовах Причорноморського Степу. Зб. наук. праць СГІ–НЦНС. 2008. Вип. 12(52). С. 167–173.

Марухняк А.Я. Оценка адаптивных особенностей сортов ячменя ярового. Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2018. № 1. С. 67–72.

Важеніна О.Є. Екологічна стабільність сортів ячменю ярого за елементами продуктивності та створення на цій основі цінного вихідного матеріалу. Селекція і насінництво. 2014. Вип. 106. С. 5–12. DOI: 10.30835 /2014.42096.

Verma A., Singh J., Kumar V., Kharab A.S., Singh G.P. Nonparametric analysis in multi-environmental trials of feed barley genotypes. Int. J. Curr. Microbiol. App. Sci. 2017. № 6(6). Р. 1201–1210. DOI: 10.2054/ijcmas.2017.606.139.

Mirosavljević M., Pržulj N., Čanak P. Analysis of new experimental barley genotype perfor-mance for grain yield using AMMI biplot. Selekcija i Semenarstvo. 2014. № 20(1). Р. 27–36. DOI: 10.5937/SelSem14.1027M.

Mohammadi M., Karimizadeh R., Noorinia A.A., Ghojogh H., Hosseinpour T., Khalilzadeh G.R., Mehraban A., Roustaii M., Hosni M.H. Analysis of yield stability in multi-environment trials of barley (Hordeum vulgare L.) genotypes using AMMI model. Curr. Opin. Agric. 2013. № 2(1). Р. 20–24.

Verma R.P.S., Kharab A.S., Singh J., Kumar V., Sharma I., Verma A. AMMI model to analyse GxE for dual purpose barley in multi-environment trials. Agric. Sci. Digest. 2016. № 36(1). Р.9–16. DOI: 10.18805/asd.v36i3.11444.

Демидов О.А., Гудзенко В.М., Сардак М.О., Іщенко В.А., Дем’янюк О.С. Екологічне сортовипробування ячменю ярого на завершальному етапі селекції. Агроекологічний журнал. 2017. № 4. С. 58–65.

Kendal E. GGE biplot analysis of multi-environment yield trials in barley (Hordeum vulgare L.) cultivars. Journal of Crop Breeding and Genetics. 2016. № 2(1). Р. 90–99.

Mohammadi M., Noorinia A.A., Khalilzadeh G.R., Hosseinpoo T. Application of GGE biplot analysis to investigate GE interaction on barley grain yield. Curr. Opin. Agric. 2015. № 4(1). Р. 25–32.

Sarkar B., Sharma R.C., Verma R.P.S., Sarkar A., Sharma I. Identifying superior feed barley genotypes using GGE biplot for diverse environments in India. Indian J. Genet. 2014. № 74(1). Р. 26–33. DOI: 10.5958/j.0975-6906.74.1.004.

Khanzadeh H., Vaezi B., Mohammadi R., Mehraban A., Hosseinpor T., Shahbazi K. Grain yield stability of barley genotypes in uniform regional yield trails in warm and semi warm dry land area. Indian J. Agric. Res. 2018. № 52(1). Р. 16–21. DOI: 10.18805/IJARe.A-290.

Mortazavian S.M.M., Nikkhah H.R., Hassani F.A., Sharif-al-Hosseini M., Taheri M., Mahlooji M. GGE biplot and AMMI analysis of yield performance of barley genotypes across different environments in Iran. J. Agr. Sci. Tech. 2014. № 16. Р. 609–622.

Vaezi B., Pour-Aboughadareh A., Mohammadi R., Armion M., Mehraban A., Hossein-Pour T., Dorii M. GGE biplot and AMMI analysis of barley yield performance in Iran. Cer.Res. Com. 2017. № 45(3). Р. 500–511. DOI: 10.1556/0806.45.2017.019.

Гудзенко В.Н., Васильковский С.П., Демидов А.A. Использование AMMIи GGEbiplot моделей для оценки селекционных линий ячменя озимого в Лесостепи Украины. Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2017. № 1. С. 67–70.

Демидов О.А., Гудзенко В.М., Сардак М.О., Іщенко В.А., Смульська І.В., Коляденко С.С. Багатосередовищне випробування ячменю ярого за врожайністю та стабільністю. Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. 2017. Т. 13. № 4. С. 343–350. DOI: 10. 21498/2518-1017.13.4.2017.117727.

Гудзенко В.М.Урожайність та стабільність миронівських сортів ячменю озимого. Селекція і насінництво. 2018. Вип. 113. С. 55–77. DOI: 10.30835/2413-7510.2018.134358.

Солонечний П.М., Козаченко М.Р., Васько Н.І., Наумов О.Г., Важеніна О.Є., Солонечна О.В., Дмитренко П.П., Коваленко О.Л. GGE biplot аналіз взаємодії генотип–середовище сортів ячменю ярого. Селекція і насінництво. 2014. Вип. 106. С. 93–102.

Solonechnyi P., Vasko N., Naumov A., Solonechnaya O., Vazhenina O., Bondareva O., Logvinenko Yu. GGE biplot analysis of genotype by environment interaction of spring barley varieties. Zemdirbyste-Agriculture. 2015. № 102(4). Р. 431–436. DOI: 10.13080/z-a.2015.102.055.

Солонечный П.Н., Козаченко М.Р., Васько Н.И., Наумов А.Г., Важенина О.Е., Солонечная О.В. GGE biplot аналіз результатов экологического сортоиспытания. Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. 2015. № 3. С. 110–114.

Солонечний П.М., Козаченко М.Р., Васько Н.І., Наумов О.Г., Бондарєва О.Б., Логвиненко Ю.В. Оцінка взаємодії генотип × середовище сортів ячменю ярого за допомогою GGE biplot аналізу. Вісник Харківського НАУ. Сер. «Рослинництво, селекція і насінництво». 2015. № 1. С. 79–86.

Solonechnyi P.M., Kozachenko M.R., Vasko N.I., Naumov O.G., Solonechna O.V., Vazhenina O.E., Bondareva O.B., Kovalenko A.I. GGE biplot assessment of phenotypic stability of spring barley varieties. Sel. Nasinn. 2015. Iss. 107. P. 205–214. DOI: 10.30835/2015.54059.

Solonechnyi P.M., Kozachenko M.R., Vasko N.I., Naumov O.G., Solonechna O.V., VazheninaO.Ye., Kompanets K.V. AMMI (additive main effect and multiplicative interaction) model for assessment of yield stability of spring barley genotypes. Sel. Nasinn. 2016. Iss. 110. P. 131–141. DOI: 10.30835/2016.87620.

Солонечный П.Н. AMMI и GGE biplot анализ взаимодействия генотип–среда линий ячменя ярового. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2017. Т. 21. № 6. С. 657–662. DOI: 10.18699/VJ17.283.

Solonechnyi P., Kozachenko M., Vasko N., Hudzenko V., Ishenko V., Kozelets G., Usova N., Logvinenko Y., Vinyukov A. AMMI and GGE biplot analysis of yield performance of spring barley (Hordeum vulgare L.) varieties in multi environment trials. Agriculture & Forestry. 2018. № 64(1). Р. 121–132. DOI: 10.17707/AgricultForest.64.1.15.

Yan W., Kang M.S. GGE biplot analysis: A graphical tool for breeders, geneticists and Agronomists. CRC press, Boca Raton, FL. 2003.

Yan W., Tinker N.A. Biplot analysis of multi-environment trial data: Principles and applications. Can. J. Plant Sci. 2006. № 86. Р.623–645. DOI: 10.4141/P05-169.







Copyright (c) 2019 N. I. Vasko, P. M. Solonechnyi, M. R. Kozachenko, O. E. Vazhenina, O. V. Solonechna, O. G. Naumov, O. V. Zymogliad

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN 2413-7510 (Online), ISSN 1026-9959 (Print)