izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2023-6-47-64izvestiiatimacad-486Research ArticleГЕНЕТИКА, БИОТЕХНОЛОГИЯ, СЕЛЕКЦИЯ И СЕМЕНОВОДСТВОGENETICS, BIOTECHNOLOGY, BREEDING AND SEED PRODUCTIONВлияние метеорологических условий на формирование хозяйственно-полезных признаков яровой пшеницы в условиях ЦРНЗMeteorological effect on the formation of economic traits of spring wheat in the Central Non-CHernozem regionНаджодовБ. Б.NadzhodovB. B.

Наджодов Бобурджон Баходурович, младший научный сотрудник, НЦМУ Агротехнологии будущего, аспирант кафедры генетики, селекции и семеноводства

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Boburdzhon B. Nadzhodov, Junior Research Associate, World-Class Research Centre “Agrotechnology for Future” / Center of Advanced Agrotechnologies, postgraduate student of the Department of Genetics, Breeding and Seed Production

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127550

boburnajodov@gmail.comРубецВ. С.RubetsV. S.

Рубец Валентина Сергеевна, д-р биол. наук, профессор, профессор кафедры генетики, селекции и семеноводства

127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Valentina S. Rubets, DSc (Bio), Professor, Professor at the Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127550

Valentina.rubets50@gmail.comПыльневВ. В.PylnevV. V.

Пыльнев Владимир Валентинович, д-р биол. наук, профессор, профессор кафедры генетики, селекции и семеноводства

127550,

г. Москва, ул. Тимирязевская, 49

Vladimir V. Pylnev, DSc (Bio), Professor, Professor at the Department of Genetics, Plant Breeding and Seed Production

49, Timiryazevskaya Str., Moscow, 127550

PYL8@yandex.ruВорончихинаИ. Н.VoronchikhinaI. N.

Ворончихина Ирина Николаевна, канд. биол наук, научный сотрудник отдела отдаленной гибридизации

127276, г. Москва, ул. Ботаническая, 4

Irina N. Voronchikhina, Csc (Bio), Researche Associate

4, Botanincheskayа Str., Moscow, 127276

yarinkapanfilova@gmail.comРГАУ-МСХА имени К.А. ТимирязеваРоссияRussian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural AcademyRussian FederationГлавный ботанический сад имени Н.В. Цицина РАНRussian FederationN.V. Tsitsin’s Botanical Garden of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202322012024164764Copyright © Наджодов Б.Б., Рубец В.С., Пыльнев В.В., Ворончихина И.Н., 20242024Наджодов Б.Б., Рубец В.С., Пыльнев В.В., Ворончихина И.Н.Nadzhodov B.B., Rubets V.S., Pylnev V.V., Voronchikhina I.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiia.timacad.ru/jour/article/view/486

В статье приведены результаты изучения влияния метеорологических условий вегетации на формирование хозяйственно-полезных признаков коллекции сортов яровой пшеницы в 2021–2022 гг. Материалом являлись 15 сортов, созданных в различных экологических условиях, из которых сорт Злата использовался в качестве стандарта. Работа проведена в РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева (полевые оценки в течение вегетации, анализ урожайности и ее структуры) и в Отделе отдаленной гибридизации ГБС РАН (лабораторные оценки качества зерна). Посевы размещались на Полевой опытной станции РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева. Почвы дерново-подзолистые, супесчаные, суглинистые, бесструктурные. Площадь делянки – 1 м2, повторность трехкратная, размещение рандомизированное. Использованы методы полевых оценок согласно методике государственного сортоиспытания, а также общепринятые лабораторные оценки. Метеорологические условия лет вегетации сильно различались по условиям теплообеспеченности и увлажнения. Первая половина вегетации 2021 г. была благоприятной для развития растений пшеницы. Период от цветения до созревания характеризовался жесткой засухой. В 2022 г. в целом условия вегетации были благоприятными. Наиболее урожайными были сорта Симбирцит (481 г/м2), Обская 2 (484 г/м2), Тобольская (512 г/м2), Маргарита (603 г/м2), Фаворит (505 г/м2) и Гранни (484 г/м2). Метеорологические условия ЦРНЗ, сложившиеся в 2021–2022 гг., оказали несущественное влияние на урожайность большинства сортов яровой пшеницы вследствие компенсационных механизмов. Только сорта Маргарита, Учитель и Ирень оказались отзывчивыми к дополнительному увлажнению. Сорта Саратовская 74, Симбирцит, Тюменская 29, Обская 2 и Тобольская характеризуются высокой устойчивостью к местным расам бурой ржавчины на естественном инфекционном фоне (7 баллов). Сорта Фаворит и Симбирцит иммунны к мучнистой росе (9 баллов). Сорта Симбирцит, Обская 2, Тобольская, Маргарита, Фаворит и Тризо обладают высокой устойчивостью к септориозу (7 баллов), и их можно использовать при создании исходного материал для селекции яровой пшеницы. Влияние метеорологических условий прослеживается для формирования продуктивной кустистости, числа и массы зерен с колоса, массы 1000 зерен и стекловидности. Засуха в фазу формирования и налива зерна снижала значения всех показателей. Натура является наиболее стабильным показателем физических свойств зерна. Наиболее скороспелыми являются сорта Злата и Ирень (продолжительность вегетационного периода – 79–81 и 76–79 дней соответственно). Наиболее позднеспелыми являются сорта Тобольская, Фаворит и Тризо (отстают от стандарта на 8, 10 и 16 дней соответственно). Высокая озерненность колоса наблюдалась у сортов Агата, Маргарита, Учитель, Фаворит и Грани (33–39 шт.) в условиях ЦРНЗ. В качестве морфологического маркера при отборе высокопродуктивных генотипов яровой пшеницы в ЦРНЗ можно использовать показатель массы зерна с колоса. 

This article presents the results of the study of the meteorological effect of vegetation on the formation of economic traits of spring wheat in 2021–2022. Fifteen varieties, developed in the different ecological conditions, were selected as study material, among them Zlata was used as a standard. The research work was carried out at the Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy (evaluation of field trials during vegetation, analysis of yield and its structure) and at the Department of Remote Hybridization of the N.V. Tsitsin’s Botanical Garden of the Russian Academy of Science (laboratory evaluation of grain quality). The crops studied were grown at the Field Experiment Station of the Russian State Agrarian University – Moscow Timiryazev Agricultural Academy. The soil types were sod-podzolic, sandy loam, loamy, structureless. The plot size is 1 m2, three replications, randomized arrangement. Methods of field evaluation according to the methodology of the State Variety Testing as well as generally accepted laboratory evaluations were used. The meteorological conditions during the summer growing season varied greatly in terms of the sum of active temperatures and humidity conditions. The first half of the growing season in 2021 was favorable for wheat plant development. The period from flowering to the grain maturity was characterized by severe drought. In 2022, growing conditions were generally favorable. Simbirtsit (481 g/m2), Obskaya 2 (484 g/m2), Tobol’skaya (512 g/m2), margarita (603 g/m2), Favorit (505 g/m2), granni (484 g/m2) were the most productive varieties. The meteorological conditions of the Central Non-Chernozem region in 2021–2022 had an insignificant effect on the yields of most spring wheat varieties due to compensating mechanisms. Only the varieties Margarita, Uchitel’ and Iren’ were found to respond to the additional moisture. The varieties Saratovskaya 74, Simbirtsit, Tyumenskaya 29, Obskaya 2, and Tobol’skaya are characterized by high resistance to local strains of brown rust under natural infection conditions (7 points). The varieties Favorit and Simbirtsit are immune to powdery mildew (9 points). The varieties Simbirtsit, Obskaya 2, Tobol’skaya, Margarita, Favorit and Trizo are highly resistant to septoriosis (7 points). They can be used as source material for breeding spring wheat varieties. The meteorological effect is tracked for tillering productivity, number and weight of grains per ear, weight of 1000 grains and vitreousness. Drought during the grain formation and filling phase reduced the values of all indicators. Grain unit is the most stable indicator of grain physical properties. The earliest ripening varieties are Zlata and Iren’ (the duration of vegetation is 79–81 and 76–79, respectively). The latest ripening varieties are Tobol’skaya, Favorit and Trizo (8, 10 and 16 days after the standard, respectively). High grain content per ear was observed in the varieties Agata, Margarita, Uchitel’, Favorit, Granni (33–39pcs) in the conditions of the Central Non-Chernozem region. The indicator of grain weight per ear can be used as a morphological marker for selection of high-yielding genotypes of spring wheat in the Central Non-Chernozem region. 

яровая пшеницаурожайностьсортаселекцияГТКметеорологические условияфизические свойства зернаspring wheatsource materialyieldvarietiesbreedinghydrothermal indexmeteorological conditionsphysical properties of grainРабота выполнена при поддержке Минобрнауки России в рамках соглашения № 075-15-2022-317 от 20 апреля 2022 г. о предоставлении гранта в форме субсидий из федерального бюджета на осуществление государственной поддержки создания и развития научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего». Сотрудниками ГБС РАН исследования выполнены в рамках Госзадания ГБС РАН «Гибридизация у растений в природе и культуре: фундаментальные и прикладные аспекты» (№122042500074-5)ReferencesАмунова О.С. Влияние метеорологических условий превегетации на урожайность и урожайные качества семян мягкой яровой пшеницы // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2019. – № 20 (5). – С. 437–446.Amunova O.S. Vliyanie meteorologicheskikh usloviy prevegetatsii na urozhaynost’ i urozhaynye kachestva semyan myagkoy yarovoy pshenitsy [Тhe influence of meteorological conditions of pre-vegetation on the yield and yielding qualities of soft spring wheat seeds]. Agrarnaya nauka Yevro-Severo-Vostoka. 2019; 20 (5): 437–446. (In Rus.)Ворончихина И.Н., Ворончихин В.В., Рубец В.С., Пыльнев В.В., Клепикова А.С. Оценка коллекции яровой мягкой пшеницы в условиях Центрального района Нечерноземной зоны России // Аграрный научный журнал. – 2021. – № 8. – С. 13–18.Voronchikhina I.N., Voronchikhin V.V., Rubets V.S., Pyl'nev V.V., Klepikova A.S. Otsenka kollektsii yarovoy myagkoy pshenitsy v usloviyakh Tsentral'nogo rayona Nechernozemnoy zony Rossii [Assessment of the collection of spring bread wheat in the conditions of the Central region of the Non-Chernozem zone of Russia]. Agrarnyy nauchnyy zhurnal. 2021; (8): 13-18. (In Rus.)Вьюшков А.А. Селекция яровой пшеницы в Среднем Поволжье. – Самара: СамЛюкс, 2004. – 223 с.V'yushkov A.A. Selektsiya yarovoy pshenitsy v Srednem Povolzh'ye [Breeding spring wheat in the Middle Volga region]. 2004; 223. (In Rus.)Давыдова Н.В., Казаченко О.А. и др. Исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы на урожайность и устойчивость к стрессовым факторам внешней среды в условиях Центрального Нечерноземья // Аграрная Россия. – 2021. – № 9. – С. 9–13.Davydova N.V., Kazachenko A.O., Shirokolava A.V., Rezepkin A.M., Nardid V.A., Romanova E.S., Sharoshkina E.E. Iskhodniy material dlya selektsii yarovoy myagkoy pshenitsy na urozhaynost’ i ustoychivost’ k stressovym faktoram vneshney sredy v usloviyakh Tsentral’nogo Nechernozem’ya [Initial material for the selection of spring soft wheat for yield and resistance to stress factors of the external environment in the Central Non-Chernozem region]. Agrarnaya Rossiya. 2021; 9: 9–13. (In Rus.)Дорохов А.С., Белышкина М.Е. Агроклиматическая характеристика регионов Нечерноземной зоны Российской Федерации и оценка пригодности для возделывания современных раннеспелых сортов сои // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. – 2021. – № 3 (55). – С. 34–39.Dorokhov A.S., Belyshkina M.Ye. Agroklimaticheskaya kharakteristika regionov Nechernozemnoy zony Rossiyskoy Federatsii i otsenka prigodnosti dlya vozdelyvaniya sovremennykh rannespelykh sortov soi [Agroclimatic characteristics of the regions of the Non-Chernozem zone of the Russian Federation and assessment of the suitability for cultivation of modern early ripening soybean varieties]. Vestnik Ul'yanovskoy gosudarstvennoy sel'skokhozyaystvennoy akademii. 2021; 3(55):34-39. (In Rus.)Доспехов Б.Д. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – М.: Альянс, 2014. – 351 с.Dospekhov B.D. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoy obrabotki rezul'tatov issledovaniy) [Field experiment technique (with the basics of statistical processing of research results)]. 2014; 351. (In Rus.)Левакова О.В., Дедушев И.А., Ерошенко Л.М. и др. Влияние агрометеорологических изменений климата на зерновую продуктивность ярового ячменя в условиях Нечерноземной зоны РФ // Юг России: экология, развитие. – 2022. – № 1 (62). – С. 128–135.Levakova O.V., Dedushev I.A., Yeroshenko L.M. Vliyaniye agrometeorologicheskikh izmeneniy klimata na zernovuyu produktivnost' yarovogo yachmenya v usloviyakh Nechernozemnoy zony RF [The influence of agrometeorological climate changes on the grain productivity of spring barley in the conditions of the Non-Chernozem zone of the Russian Federation]. South of Russia: ecology, development. 2022; 1(62):128-135. (In Rus.)Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 520–2014. Зерновые и бобовые. Определение массы 1000 зерен. – М.: Стандартинформ, 2015. – 12 с.Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya sel'skokhozyaystvennykh kul'tur. Tekhnologicheskaya otsenka zernovykh, krupyanykh i zernobobovykh kul'tur [Methodology for state variety testing of agricultural crops. Technological assessment of cereals, cereals and leguminous crops] / Fedin M.A. et al. 1988; 122. (In Rus.)Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Вып. 1. Общая часть / Под общ. ред. М.А. Федина. – М., 1985. – 270 с.Mikhilev A.V. Potepleniye klimata – konkurentnoye preimushchestvo sel'skogo khozyaystva Rossiyskoy Federatsii [Climate warming is a competitive advantage of agriculture in the Russian Federation]. Vestnik of the Kursk State Agricultural Academy. 2018; 7:70-73. (In Rus.)Михилев А.В. Потепление климата – конкурентное преимущество сельского хозяйства Российской Федерации // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2018. – № 7. – С. 70–73.Nettevich E.D. Yarovaya pshenitsa v Nechernozemnoy zone [Spring wheat in the Non-Chernozem zone]. 1976; 219. (In Rus.)Неттевич Э.Д. Яровая пшеница в Нечерноземной зоне. – М.: Россельхозиздат, 1976. – 219 с.Nikiforov V.M. Kompleksnoye vliyaniye meteorologicheskikh usloviy i elementov tekhnologii na fotosinteticheskuyu deyatel'nost' posevov yarovoy myagkoy pshenitsy [Complex influence of meteorological conditions and technology elements on the photosynthetic activity of spring soft wheat crops]. Bulletin of the Bryansk State Agricultural Academy. 2017; 6(64): 3-8. (In Rus.)Никифоров В.М. Комплексное влияние метеорологических условий и элементов технологии на фотосинтетическую деятельность посевов яровой мягкой пшеницы // Вестник Брянской ГСХА. – 2017. – № 6 (64). – С. 3–8.Rubets V.S., I.N. Voronchikhina, Pyl'nev V.V. Vliyaniye meteorologicheskikh usloviy na kachestvo zerna yarovoy pshenitsy (Triticum L.) [The influence of meteorological conditions on the grain quality of spring wheat (Triticum L.)]. News of the Timiryazev Agricultural Academy. - 2021; 5:89-108. (In Rus.)Практикум по селекции и семеноводству полевых культур: Учебное пособие / Под ред. проф. В.В. Пыльнева. – СПб.: Изд-во «Лань», 2022. – 488 с.Spravochnik agronoma po sel'skokhozyaystvennoy meteorologii. Nechernozemnaya zona Yevropeyskoy chasti RFSR [Handbook of an agronomist on agricultural meteorology. Non-chernozem zone of the European part of the RFSR] / Gringofa I.G. et al. 1986; 518 (In Rus.)Рубец В.С., Ворончихина И.Н., Пыльнев В.В. и др. Влияние метеорологических условий на качество зерна яровой пшеницы (Triticum L.) // Известия ТСХА. – 2021. – № 5. – С. 89–108.Chirkov Y.I. Agrometeorologiya [Agrometeorology]. 1986; 294. (In Rus.)Справочник агронома по сельскохозяйственной метеорологии. Нечерноземная зона Европейской части РФСР / Под. ред. И.Г. Грингофа. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 518 с.Shevelukha V.S. Rost rasteniy i yego regulyatsiya v ontogeneze [Plant growth and its regulation in ontogenesis. Selected works].2016; 594. (In Rus.)Чирков Ю.И. Агрометеорология: учебник. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 294 с.Чирков Ю.И. Агрометеорология: учебник. – Л.: Гидрометеоиздат, 1986. – 294 с.Шевелуха В.С. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. Избранные сочинения. – Т. 1. – М.: Издательство ИТРК, 2016. – 594 с.Шевелуха В.С. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. Избранные сочинения. – Т. 1. – М.: Издательство ИТРК, 2016. – 594 с.Hossain A., Sarker M., Hakim M., Lozovskaya M., Zvolinsky V. Effect of Temperature on Yield and Some Agronomic Characters of Spring Wheat (Triticum aestivum L.) Genotypes // International Journal of Agricultural Research, Innovation and Technology. – 2013. – Vol. 1 (1–2). – Рр. 44–54. https://doi.org/10.3329/ijarit.v1i1-2.13932.Hossain A., Sarker M., Hakim M., Lozovskaya M., Zvolinsky V. Effect of Temperature on Yield and Some Agronomic Characters of Spring Wheat (Triticum aestivum L.) Genotypes // International Journal of Agricultural Research, Innovation and Technology. – 2013. – Vol. 1 (1–2). – Рр. 44–54. https://doi.org/10.3329/ijarit.v1i1-2.13932.Jiayu Z., Shiwei X., Ganqiong L., Yongen Z., Jianzhai W., Jiajia L. The Influence of Meteorological Factors on Wheat and Rice Yields in China // Crop Science. – 2018. – Vol. 58. – Pр. 837–852. https://doi.org/10.2135/cropsci2017.01.0048.Jiayu Z., Shiwei X., Ganqiong L., Yongen Z., Jianzhai W., Jiajia L. The Influence of Meteorological Factors on Wheat and Rice Yields in China // Crop Science. – 2018. – Vol. 58. – Pр. 837–852. https://doi.org/10.2135/cropsci2017.01.0048.Moayedi S., Elias E., manthey F. Effect of Weather on Grain Quality Traits of Durum Wheat Grown in the Northern Plains of USA // American Journal of Plant Sciences, 2021. – Vol. 12. – Pр. 1894–1911. https://doi.org/10.4236/ajps.2021.1212131.Moayedi S., Elias E., manthey F. Effect of Weather on Grain Quality Traits of Durum Wheat Grown in the Northern Plains of USA // American Journal of Plant Sciences, 2021. – Vol. 12. – Pр. 1894–1911. https://doi.org/10.4236/ajps.2021.1212131.Qing Huang, Li-min Wang, Zhong-xin Chen, Hang Liu. Effects of meteorological factors on different grades of winter wheat growth in the Huang-Huai-Hai Plain, China // Journal of Integrative Agriculture. – 2016. – Vol. 15, Iss. 11. – Pр. 2647–2657. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(16)61464-8.Qing Huang, Li-min Wang, Zhong-xin Chen, Hang Liu. Effects of meteorological factors on different grades of winter wheat growth in the Huang-Huai-Hai Plain, China // Journal of Integrative Agriculture. – 2016. – Vol. 15, Iss. 11. – Pр. 2647–2657. https://doi.org/10.1016/S2095-3119(16)61464-8.Vida g., Szunics L., Veisz O. et al. Effect of genotypic, meteorological and agronomic factors on the gluten index of winter durum wheat // Euphytica. – 2014. – Vol. 197. – Pр. 61–71. https://doi.org/10.1007/s10681-013-1052-6.Vida g., Szunics L., Veisz O. et al. Effect of genotypic, meteorological and agronomic factors on the gluten index of winter durum wheat // Euphytica. – 2014. – Vol. 197. – Pр. 61–71. https://doi.org/10.1007/s10681-013-1052-6.Węgrzyn A., Klimek-Kopyra A., Dacewicz E., Skowera B., Grygierzec W., Kulig B., Flis-Olszewska E. Effect of Selected Meteorological Factors on the Growth Rate and Seed Yield of Winter Wheat – A Case Study // Agronomy. – 2022. – Vol. 12 (12). – P. 2924. https://doi.org/10.3390/agronomy12122924.Węgrzyn A., Klimek-Kopyra A., Dacewicz E., Skowera B., Grygierzec W., Kulig B., Flis-Olszewska E. Effect of Selected Meteorological Factors on the Growth Rate and Seed Yield of Winter Wheat – A Case Study // Agronomy. – 2022. – Vol. 12 (12). – P. 2924. https://doi.org/10.3390/agronomy12122924.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.