izvestiiatimacadИзвестия Тимирязевской сельскохозяйственной академииIZVESTIYA OF TIMIRYAZEV AGRICULTURAL ACADEMY0021-342XФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева10.26897/0021-342X-2024-3-111-121izvestiiatimacad-635Research ArticleФИЗИОЛОГИЯ РАСТЕНИЙ, МИКРОБИОЛОГИЯPLANT PHYSIOLOGY, MICROBIOLOGYВлияние засухи на развитие элементов структуры урожайности сортов ярового ячменяEffect of drought on the development of yield structure elements of spring barley varietieshttps://orcid.org/0000-0002-5143-9246ЩенниковаИ. Н.ShchennikovaI. N.

Щенникова Ирина Николаевна, д-р с.-х. наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией селекции и первичного семеноводства ячменя

610007, г. Киров, ул. Ленина, 166а

тел.: (8332) 33–10–26

Irina N. Shchennikova, DSc (Agr), Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Head of the Laboratory of Breeding and Primary Seed Production of Barley

166a, Lenina St., Kirov, 610007

phone: (8332) 33–10–26

i.schennikova@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2227-7716ПанихинаЛ. В.PanikhinaL. V.

Панихина Любовь Владимировна, аспирант, младший научный сотрудник лаборатории селекции и первичного семеноводства ячменя

610007, г. Киров, ул. Ленина, 166а

тел.: (8332) 33–10–26

Liubov V. Panikhina, postgraduate student, Junior Research Associate at the Laboratory of Breeding and Primary Seed Production of Barley

166a, Lenina St., Kirov, 610007

phone: (8332) 33–10–26

Panikhina95@yandex.ruФедеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. РудницкогоРоссияFederal Agricultural Research Center of the North-East named after N.V. RudnitskyRussian Federation20242304202413111121Copyright © Щенникова И.Н., Панихина Л.В., 20242024Щенникова И.Н., Панихина Л.В.Shchennikova I.N., Panikhina L.V.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/635

В исследованиях, выполненных в 2021–2023 гг. в ФГБНУ «ФАНЦ Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого» (г. Киров), в условиях вегетационного опыта путем имитации засухи осуществлена оценка 10 сортов ярового ячменя различного происхождения (сорта селекции ФАНЦ Северо-Востока гибридного и регенерантного происхождения, коллекционные образцы). Засуху моделировали при наступлении фазы «Выход в трубку» путем прекращения полива и пленочным укрытием от атмосферных осадков, исключающим парниковый эффект. Время создания водного стресса соответствовало межфазному вегетационному периоду растений «Выход в трубку-колошение». Целью исследований стало определение влияния элементов структуры продуктивности на урожайность сортов ярового ячменя и определение элементов, сопряженных с изменчивостью урожайности сортов при нарастающем водном дефиците в межфазный период «Выход в трубку-колошение». На основе полученных данных нужно было выделить сорта, устойчивые к засухе. Для оценки засухоустойчивости сортов использовали индекс засухоустойчивости как отношение параметров сорта к среднему значению по всем сортам при наличии стресса и его отсутствии. Проведенные исследования показали, что изученные сорта по-разному реагировали на наличие засухи в межфазный период «Выход в трубку-колошение». Установлено, что водный дефицит привел к достоверному снижению урожайности всех сортов ячменя в среднем на 73 г/м2, влияя на развитие большинства элементов ее структуры. При наличии засухи не выявлены признаки продуктивности растений ячменя, сопряженные с урожайностью сортов. В то же время при благоприятных условиях вегетации (отсутствие засухи) установлено значимое влияние длины колоса (r = 0,61), продуктивности колоса (r = 0,81) и растения (r = 0,84), массы 1000 зерен (r = 0,56) на урожайность сортов ячменя. Расчет корреляционной связи индексов засухоустойчивости урожайности и элементов структуры показал достоверную связь (r = 0,912) только между DSI урожайности и показателем «Масса 1000 зерен». Следовательно, высокопродуктивные генотипы при водном стрессе в межфазный период «Выход в трубку-колошение» следует отбирать по выраженности признака «Масса 1000 зерен». Сорта Новичок, Tallon, Форвард и Бионик могут быть использованы в качестве компонентов скрещивания в соответствующих селекционных программах.

In the researches carried out in 2021–2023 at the Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky (Kirov) in the conditions of the vegetation experiment, 10 varieties of spring barley of different origin were evaluated by simulation of drought (breeding varieties of the Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky of hybrid and regenerative origin, collection samples). The drought was simulated at the onset of the phase “stem elongation” by stopping irrigation and film sheltering from atmospheric precipitation, eliminating the greenhouse effect. The time of water stress application corresponded to the vegetative interphase of the plants “stem elongation – earing”. The aim of the research was to determine the effect of productivity elements on the yield of spring barley varieties and to determine the elements associated with the variability of the yield of varieties with an increasing drought in the interphase period “stem elongation – earing” and, based on these data, to select drought-resistant varieties. To evaluate the drought resistance of varieties, the Drought Resistance Index (DSI) was used as the ratio of the variety parameters to the average value for all varieties in the presence and absence of stress. The conducted researches have shown that the studied varieties reacted differently to the presence of drought in the interphase period “stem elongation – earing”. It was found that water deficiency significantly reduced the yield of all barley varieties by an average of 73g/m2 and affected the development of most elements of its structure. In the presence of drought, there was no evidence of productivity of barley plants associated with the yield of varieties. Under favorable vegetative conditions (absence of drought), an influence of head length (r = 0.613), head productivity (r = 0.81) and plant productivity (r = 0.84), thousand grain weight (r = 0.56) on the yield of barley varieties was found. The calculation of the correlation between yield DSI and structural elements showed a reliable relationship (r = 0.91) only between the yield DSI and the index “thousand grain weight”, therefore, highly productive genotypes under water stress in the interphase period “stem elongation – earing” should be selected according to the severity of the feature “thousand grain weight”. The varieties Novichok, Tallon, Forward and Bionic can be used as crossing components in appropriate breeding programs.

устойчивостьмежфазный периодвыход в трубкуколошениекорреляциямасса 1000 зеренгенотипresistanceinterphase periodstem elongationearingcorrelationthousand grain weightgenotypeРабота выполнена при поддержке Минобрнауки РФ в рамках Государственного задания ФГБНУ «Федеральный аграрный научный центр Северо-Востока имени Н.В. Рудницкого» (тема № FNWE‑2022–0007).The work was supported by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation within the framework of the State Order to the Federal Agricultural Research Center of the North-East named N.V. Rudnitsky (the order number is FNWE‑2022–0007).ReferencesАнисимова Н.Н., Ионова Е.В. Остаточный водный дефицит растений ярового ячменя как один из показателей засухоустойчивости // Зерновое хозяйство России. – 2015. – № 6. – С. 31–34.Anisimova N.N., Ionova E.V. Water deficit of spring barley plants as one of the drought tolerance traits. Grain Economy of Russia. 2015;(6):71–78. (In Russ.)Анисимова Н.Н., Ионова Е.В. Элементы структуры урожая сортов ярового ячменя и их вклад в формирование высокой продуктивности растений // Зерновое хозяйство России. – 2016. – № 5. – С. 40–43.Anisimova N.N., Ionova E.V. The structural elements of spring barley yield and their contribution into formation of high productivity of plants. Grain Economy of Russia. 2016;(5):40–43. (In Russ.)Асеева Т.А., Шукюров С.А. Влияние агроклиматических ресурсов Среднего Приамурья на потенциальную продуктивность и экологическую устойчивость сельскохозяйственных культур (сортов) // Достижения науки и техники АПК. – 2010. – № 6. – С. 14–16.Aseeva T.А., Shukyurov S.А. Influence of agroclimatic resources in middle priamurye on potential productivity and ecological sustainability of agricultural crops. Achievements of Science and Technology in Agro-Industrial Complex. 2010;6:14–16. (In Russ.)Асеева Т.А., Карачева Г.С., Ломакина И.В., Рубан З.С. Влияние погодных условий на формирование урожая и качество зерна яровой пшеницы в среднем Приамурье // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. – 2016. – № 2 (186). – С. 64–70.Aseeva T.A., Karacheva G.S., Lomakina I.V., Ruban Z.S. The influence of weather conditions on wheat crop and corn quality in the middle Amur river region. Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. 2016;2(186):64–70. (In Russ.)Блохин В.И., Никифорова И.Ю., Ганиева И.С., Ланочкина М.А., Малафеева И.С. Засухоустойчивость сортов ярового ячменя в условиях Предкамья Республики Татарстан // Вестник Ижевской государственной сельскохозяйственной академии. – 2022. – № 3 (71). – С. 4–11. DOI: 10.48012/1817-5457_2022_3_4-11.Blokhin V.I., Nikiforova I.Yu., Ganieva I.S., Lanochkina M.A., Malafeeva Yu.V. Drought tolerance of spring barley varieties in the Pre-Kama conditions of the Republic of Tatarstan. The Bulletin of Izhevsk State Agricultural Academy. 2022;3(71):4–11. (In Russ.) https://doi.org/10.48012/1817-5457_2022_3_4-11Васько Н.И., Наумов А.Г., Солонечный П.Н., Зимогляд А.В. Зависимость продолжительности межфазных периодов и урожайности ярового ячменя от погодных условий // Вестник Белорусской государственной сельскохозяйственной академии. – 2017. – № 4. – С. 77–81.Vas’ko N.I., Naumov A.G., Solonechniy P.N., Zimoglyad A.V. et al. Dependence of duration of interphase periods and spring barley yield on weather conditions. Vestnik Belorusskoy gosudarstvennoy sel’skokhozyaystvennoy akademii. 2017;4:77–81. (In Russ.)Вильфанд Р.М., Страшная А.И., Береза О.В. О динамике агроклиматических показателей условий сева, зимовки и формирования урожая основных зерновых культур // Труды Гидрометеорологического научно-исследовательского центра Российской Федерации. – 2016. – № 360. – С. 45–78.Vil’fand R.M., Strashnaya A.I., Bereza O.V. On the dynamics of agroclimatic indicators of sowing, wintering and yield formation conditions of main grain crops. Trudy Gidrometeorologicheskogo nauchno-issledovatelskogo tsentra Rossiyskoy Federatsii. 2016;360:45–78. (In Russ.)Волкова Л.В. Влияние гидротермических условий Кировской области на продуктивность и качество зерна сортов яровой мягкой пшеницы разных групп спелости // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2023. – № 24 (3). – С. 377–388. DOI: https://doi.Org/10.30766/2072-9081.2023.24.3.377-388.Volkova L.V. The influence of hydrothermal conditions of the Kirov region on the productivity and quality of grain of spring soft wheat varieties of different ripeness groups. Agricultural Science Euro-North-East. 2023;24(3):377–388. (In Russ.) https://doi.org/10.30766/2072-9081.2023.24.3.377-388Волкова ЛВ., Амунова О.С. Результаты изучения сортов яровой пшеницы на засухоустойчивость в Кировской области // Аграрный вестник Верхневолжья. – 2018. – № 3 (24). – С. 12–17.Volkova L.V., Amunova O.S. The study results of spring wheat varieties for drought resistance in Kirov region. Agrarniy vestnik Verkhnevolzh’ya. 2018;3(24):12–17. (In Russ.)Гречишкина О.С., Хутамбирдина Р.Д., Мордвинцев М.П. Величина и структура урожая зерна сортов яровой мягкой пшеницы в условиях засухи разного типа // Животноводство и кормопроизводство. – 2021. – Т. 104, № 4. – С. 217–232. DOI: 10.33284/2658-3135-104-4-217.Grechishkina O.S., Khutambirdina R.D., Mordvintsev M.P. Amount and structure of grain yield of spring soft wheat varieties in various types of drought conditions. Animal Husbandry and Fodder Production. 2021; 4: 217–232. (In Russ.) https://doi.org/10.33284/2658-3135-104-4-217Грингоф И.Г., Клещенко А.Д., Сиротенко О.Д., Лебедева В.М., Павлова В.Н. Разработка методологии построения моделей «Погода-урожай» и оценка ожидаемой урожайности основных сельскохозяйственных культур // Сборник научных работ лауреатов областных премий и стипендий. – 2016. – Вып. 12. – С. 67–82.Gringof I.G., Kleshchenko A.D., Sirotenko O.D., Lebedeva V.M., Pavlova V.N. Methodology for developing “weather-crop” models and assessment of the expected harvest of principal crops. In: Sbornik nauchnykh rabot Laureatov oblastnykh premiy i stipendiy. Kaluga. Russia: Kaluga state Institute of education development, 2016;12:67–82. (In Russ.)Ленточкин А.М., Бабайцева Т.А. Глобальное потепление и изменение условий ведения растениеводства в Среднем Предуралье // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2021. – № 22 (6). С. 826–834. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.6.826-834.Lentochkin A.M., Babaytseva T.A. Global warming and change in the conditions of crop production practices in the Middle Cis-Urals. Agricultural Science Euro-North-East. 2021;22(6):826–834. (In Russ.) https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.6.826-834Лепехов С.Б. Стерильные колоски в колосе как показатель засухоустойчивости яровой мягкой пшеницы // Достижения науки и техники АПК. – 2015. – Т. 29, № 6. – С. 27–30.Lepekhov S.B. Sterile spikelets in spikes as an indicator of drought resistance of spring soft wheat. Achievements of Science and Technology in Agro-Industrial Complex. 2015;6:27–30. (In Russ.)Лыскова И.В., Суховеева О.Э., Лыскова Т.В. Влияние локального изменения климата на продуктивность яровых зерновых культур в условиях Кировской области // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. – 2021. – № 22 (2). С. 244–253. DOI: https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.2.244-253.Lyskova I.V., Sukhoveeva O.E., Lyskova T.V. The influence of local climate change on the productivity of spring cereals in the Kirov region. Agricultural Science Euro-North-East. 2021;22(2): – 253. (In Russ.) https://doi.org/10.30766/2072-9081.2021.22.2.244-253Мальцева Л.Т., Филиппова Е.А., Банникова Н.Ю., Катаева Н.В. Влияние засухи на хозяйственно-ценные признаки яровой мягкой пшеницы в условиях лесостепной зоны Курганской области // Вестник Омского ГАУ. – 2021. – № 3 (43). – С. 25–35. DOI: 10.48136/2222-0364_2021_3_25.Maltseva L.T., Filippova E.A., Bannikova N.Yu., Kataeva N.V. The influence of drought on the economically valuable signs of spring soft wheat in the conditions of the forest-steppe zone of the Kurgan region. Vestnik Omskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2021;3(43):25–35. (In Russ.) https://doi.org/10.48136/2222-0364_2021_3_25Павлова В.Н., Варчева С.Е. Оценка климатических рисков при производстве зерновых культур в Приволжском федеральном округе // Агрофизика. – 2017. – № 2. – С. 1–8.Pavlova V.N., Varcheva S.E. Estimation of climatic risks at the production of grain crops in the Volga Federal District. Agrophizika. 2017;2:1–8. (In Russ.)Романенков В.А., Павлова В.Н., Беличенко М.В. Агротехнологические возможности управления климатическими рисками при возделывании зерновых культур // Агрохимия. – 2022. – № 12. – С. 19–30. DOI: 10.31857/S0002188122120110.Romanenkov V.A., Pavlova V N., Belichenko M.V. Agrotechnological possibilities of climate risk management in the cultivation of grain crops. Agrohimiya. 2022;12:19–30. (In Russ.) https://doi.org/10.31857/S0002188122120110Тимошенкова Т.А., Самуилов Ф.Д. Влияние морфологических признаков на урожайность сортов ярового ячменя в условиях степи Оренбургского Предуралья // Вестник Казанского государственного аграрного университета. – 2016. – Т. 11, № 3 (41). – С. 47–51. DOI: 10.12737/22675.Timoshenkova T.A., Samuilov F.D. Impact of morphological characters on productivity of spring barley varieties in the steppe zones of Orenburg Ural region. Vestnik of the Kazan State Agrarian University. 2016;3(41):47–51. (In Russ.) https://doi.org/10.12737/22675Третий оценочный доклад об изменениях климата и их последствиях на территории Российской Федерации; Под ред. В.М. Катцова // Наукоемкие технологии / Росгидромет. – Санкт-Петербург, 2022. – 676 с.Third assessment report on climate change and its impacts on the territory of the Russian Federation: monograph. Ed. by V.M. K attsov. St. Petersburg, Russia: Naukoemkie tekhnologii, 2022:676. (In Russ.)Чекалин С.Г., Оськина А.А., Сейфуллина Ш., Кравченко А.С. Оценка влияния различных типов засух на продуктивность возделываемых культур // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2020. – № 1 (81). – С. 19–24. DOI: 10.37670/2073-0853-2020-81-1-13-19.Chekalin S.G., Oskina A.A., Seyfullina Sh., Kravchenko A.S. Assessment of the impact of various types of droughts on crop productivity. Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2020;1(81):19–24. (In Russ.) https://doi.org/10.37670/2073-0853-2020-81-1-13-19Trukhachev V.I., Sklyarov I.Y., Sklyarova J.M., Latysheva L.A., Lapina H.N. Contemporary state of resource potential of agriculture in South Russia // International Journal of Economics and Financial Issues. – 2016. – Vol. 6, no. S5. – P. 33–41.Trukhachev V.I., Sklyarov I.Y., Sklyarova J.M., Latysheva L.A., Lapina H .N. Contemporary state of resource potential of agriculture in South Russia. International Journal of Economics and Financial Issues. 2016;6(S5):33–41.

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