Экологическая стабильность и пластичность сортов ячменя ярового
DOI:
https://doi.org/10.30835/2413-7510.2019.190449Ключевые слова:
ячмень, экологическая пластичность и стабильность, дифференцирующая способность среды, идеальный генотип, ранжирование, GGE biplotАннотация
Цель исследования. Выделить стабильные и пластичные сорта в контрастных погодных условиях восточной части Лесостепи Украины, оценить погодные условия годов исследования как среды с информационной и дифференцирующей способностью.
Материалы и методы. Урожай ярового ячменя, собранный в 2008–2015 годах с контрастными условиями, сравнивали для определения силы и направленности реакции сорта на погодные условия. Сорта селекции Института растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН были взяты в качестве тестового материала: Парнас, Аграрій, Модерн, Алегро, Дивогляд, Щедрий (эксперимент 1) – в 2008–2011 годах; новые сорта Авгур, Бальзам, Грін, (эксперимент 2) – в 2013–2015 годах. Стандартом был сорт Взірець.
Исследования проводили на опытных полях Института растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН в питомниках конкурсного сортоиспытания в четырех повторениях, с площадью делянки 10 м2. Данные об урожайности были статистически обработаны с помощью ANOVA. Информативная и дифференцирующая способность среды (годов), а также селекционная ценность сортов определены GGE-biplot анализом.
Обсуждение результатов. В результате сравнения уровня урожайности сортов установлено, что 2008 и 2014 годы были благоприятными; 2010 и 2013 годы – неблагоприятными. Выпадение осадков было неравномерным, носило ливневый характер, то есть не могло удовлетворить потребность растений ячменя в обеспечении влагой, особенно при высокой температуре воздуха. Все сорта снизили урожайность при неблагоприятных условиях (засуха), а уровень снижения урожайности зависел от генотипа.
Исследование выявило, что сорта ячменя Парнас и Авгур полностью использовали свой потенциал при благоприятных условиях выращивания, их урожайность достигала 4,92 т/га и 5,12 т/га соответственно. Они являются интенсивными сортами. Наиболее стабильную урожайность дали сорта Алегро, Парнас, Авгур и Бальзам. Снижение урожайности у этих сортов при неблагоприятных условиях составляло 55–65 %. Урожайность сортов Взірець, Грін и безостый Модерн была наиболее изменчивой, снижение урожайности – 66–72 %, то есть эти сорта являются пластичными. В то же время Взірець может реализовать свой потенциал даже в засушливых условиях.
Выводы. Таким образом, в Институте растениеводства им. В.Я. Юрьева НААН созданы сорта ячменя для разных условий выращивания: как для регионов с оптимальными условиями, так и для засушливых и рискованных районов ведения сельского хозяйства. Это является актуальным, учитывая возможные изменения климата в сторону потепления.
Библиографические ссылки
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.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2019 N. I. Vasko, P. M. Solonechnyi, M. R. Kozachenko, O. E. Vazhenina, O. V. Solonechna, O. G. Naumov, O. V. Zymogliad
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
При размещении текстов статей в электронных ресурсах авторские права сохраняются за автором печатной публикации.
Автор может не соглашаться с правками рецензентов и редакции, мотивируя при этом свою точку зрения.
Автор может требовать от редакции разъяснений или изменений в случае обнаружения существенных ошибок в его статье.
Автор может использовать материалы, опубликованные в журнале «Селекция и семеноводство» в своих работах, обязательно ссылаясь на наш журнал.
