Evaluation of new rice genotypes of Kuban breeding in conditions of environmental testing in the Republic of Adygea

Cover Page

Abstract


In solving the problems of modern rice growing associated with yield increase, resource/energy efficiency and profitability, development of new varieties and their timely introduction into production as a result of close cooperation of scientists and production workers is central. In this regard, the assortment of rice varieties of Kuban breeding is annually replenished with more productive ones having increased resistance to adverse biotic, abiotic and anthropogenic factors, technologization and energy supply during cultivation, and different cooking characteristics. Crop productivity is one of the main value indicators and the main requirement of production. It consists of number of plants per unit area and productivity of each of them. Therefore, in order to evaluate rice varieties and determine their suitability for cultivation in this agroclimatic zone, it is necessary to consider important agronomic traits and their variability during a certain time. The article presents the results of environmental testing of 20 rice varieties over three years (2016-2018). The variability of yield and number of productive stems per unit area in varieties was determined. The average and weak inter-varietal variability of productive plant stand (13.9; 10.3 and 13.5%) and yield (12.4; 9.2 and 9.9%) during the research period determines the optimal level of agricultural farming. The varieties that have formed a significantly high yield with its insignificant variability are recommended for cultivation in conditions of the Republic of Adygea.


Введение Роль сорта в получении урожая исключительно велика. От своевременного и научно обоснованного проведения сортосмена во многом зависит успех рисоводства. Для получения стабильно высоких результатов в отрасли необходимо обновлять структуру посевных площадей риса максимально эффективными сортами, соответствующими данной агроклиматической зоне. Повышение спроса на крупу крупнозерных сортов риса предъявляет высокие требования к производителям и научному сообществу. Своевременное внедрение новых сортов риса отечественной селекции в структуру посевных площадей, отвечающих требованиям потребителей, позволит удовлетворить не только спрос, но и составит уверенную конкуренцию импортной продукции в рамках импортозамещения, что очень важно для эффективности отрасли рисоводства в целом. Соответственно, из переданных на государственное сортоиспытание (ГСИ) в 2017 г. пяти сортов три являются крупнозерными, а в 2018 г.- два из пяти [1]. Селекция и семеноводство занимают ведущее место в научно обоснованной технологической системе возделывания сельскохозяйственных растений и являются наиболее мощными экологически безвредными рычагами в повышении урожайности и качества растениеводческой продукции [2]. Вклад селекции в повышение урожайности сельскохозяйственных культур за последние десятилетия оценивается в 30…70%, а с учетом возможных климатических флуктуаций роль селекции в будущем неумолимо будет возрастать [3, 4]. Прогрессивная селекция и своевременное внедрение в производство новых, более урожайных сортов, является одним из важнейших факторов, способствующих уверенному росту эффективности отечественного рисоводства [5]. Научно обоснованная сортовая политика, включающая наращивание ассортимента возделываемых сортов разной технологической энергоемкости (сорта интенсивного, экстенсивного и промежуточного типов), учитывающая характерные им особенности, а также агроклиматические условия возделывания является залогом прогрессивного развития рисоводства в России [6]. Поэтому в рамках НИР ФГБНУ «ФНЦ риса» проводит масштабные экологические и производственные испытания на территории России и ближнего зарубежья с целью оптимального подбора и размещения сортов риса нового поколения [7]. Рост урожайности и валовых сборов риса в Республике Адыгея связывают с тесным сотрудничеством с учеными. В 2018 г. семена селекции «ФНЦ риса» заняли около 41,4% посевной площади, что на 30% больше, чем в 2017 г. [8]. В Республике Адыгея в 2019 г. площадь посевов риса довели до 8,2 тыс. га. Наблюдается положительная динамика. В 2017 г. посевные площади риса составляли 5,1 тыс. га, в 2018 г.- почти 6,7 тыс. га. В 2018 г. валовой сбор риса составил около 35 тыс. т. В последующие годы ожидается увеличение урожая [9]. Материалы и методы Объектами исследований служили 20 новых сортов риса (Рапан, Флагман, Полевик, Яхонт, Яткын, Шарм, Водопад, Юбилейный-85, Исток, Наташа, Азов- ский, Патриот, Фаворит, Аполлон, Наутилус, Велес, Станичный, Кураж, Галла и Эльбрус) по предшественнику рис, возделываемый второй год на оросительной системе ООО «АНТЦ Рис». В целом климатические условия дельты р. Кубани благоприятствуют выращиванию риса и обеспечивают необходимым количеством тепла данную культуру. Между различными агроландшафтными районами зоны рисоводства Краснодарского края нет существенных различий по климатическим показателям в соответствии с требованиями растений риса. Поэтому при агроэкологической оценке территории по пригодности для выращивания риса агроклиматический коэффициент принят за 1,0 (полное удовлетворение потребности в определяющих климатических факторах) для всей зоны рисоводства Кубани [10]. Для посева делянок использовали сеялку центрального высева. Площадь делянки 20 м2, повторность - трехкратная с рендомизированным размещением, количество рядков - восемь, расстояние между рядами 15 см, расстояние между делянками 0,5 м, норма высева 7 млн. всхожих зерен на 1 га [11]. Стандартом в экологическом сортоиспытании (ЭСИ) служил среднеспелый сорт Рапан. Единый фон минерального питания N P K 120 60 40 . Сроки посева - первая декада мая. В течение вегетации проводили фенологические наблюдения (дружность всходов, густота и т.д.), отмечали даты проведения профилактических обработок и наступления фаз выметывания и полной спелости. Определяли густоту продуктивного стеблестоя в фазе полной спелости перед уборкой. Биологическую урожайность рассчитывали из модельных снопов, убранных вручную из делянок площадью 1 м2. Полученные результаты обработаны методами дисперсионного и корреляционного анализов [11, 12], а для сравнения степени изменчивости признаков использовали коэффициент вариации СV [13]. Результаты и обсуждение Важным признаком в формировании высоких урожаев является количество продуктивного стеблестоя в ценозе. Число продуктивных стеблей на единице площади регулируется агротехническими приемами и зависит от типа сорта (растения) и факторов окружающей среды [14]. Этот признак обладает высокой модификационной изменчивостью и низкой наследуемостью, что обусловливает его высокую вариабельность (табл. 1). Таблица 1 Густота продуктивного стеблестоя сортов риса и его вариабельность в экологическом испытании, ООО «АНТЦ Рис», 2016-2018 гг. № п/п Сорт Количество продуктивных стеблей, шт./м2 CV, % 2017 г. 2018 г. Среднее 1 Рапан (st) 292 436 378 368,7 19,7 2 Флагман 380 414 405 399,7 4,4 3 Полевик 496 352 480 442,7 17,8 Окончание таблицы 1 № п/п Сорт Количество продуктивных стеблей, шт./м2 CV, % 2016 г. 2017 г. 2018 г. Среднее 4 Яхонт 428 329 416 391,0 13,8 5 Яткын 488 364 553 468,3 20,5 6 Шарм 400 502 480 460,7 11,7 7 Водопад 408 355 470 411,0 14,0 8 Юбилейный 85 416 356 392 388,0 7,8 9 Исток 420 302 663 461,7 39,9 10 Наташа 380 484 568 477,3 19,7 11 Азовский 496 258 511 421,7 33,7 12 Патриот 384 468 449 433,7 10,2 13 Фаворит 420 428 473 440,3 6,5 14 Аполлон 444 310 467 407,0 20,8 15 Наутилус 428 370 369 389,0 8,7 16 Велес 372 432 316 373,3 15,5 17 Станичный 328 350 385 354,3 8,1 18 Кураж 408 374 356 379,3 7,0 19 Галла 536 453 576 521,7 12,0 20 Эльбрус 384 395 363 380,7 4,3 Среднее 415,4 386,6 453,5 CV,% 13,9 10,3 13,5 НСР05 71,20 83,50 77,50 77,40 Density of productive plant stand of rice varieties and its variability in environmental testing, 2016-2018 Table 1 № п/п Variety Number of productive stems, per m2 CV,% 2017 2018 Mean value 1 Rapan (st) 292 436 378 368.7 19.7 2 Flagman 380 414 405 399.7 4.4 3 Polevik 496 352 480 442.7 17.8 4 Yakhont 428 329 416 391.0 13.8 5 Yatkyn 488 364 553 468.3 20.5 6 Sharm 400 502 480 460.7 11.7 7 Vodopad 408 355 470 411.0 14.0 Сontinuation table 1 № п/п Variety Number of productive stems, per m2 CV,% 2016 2017 2018 Mean value 8 Yubileyniy 85 416 356 392 388.0 7.8 9 Istok 420 302 663 461.7 39.9 10 Natasha 380 484 568 477.3 19.7 11 Azovskiy 496 258 511 421.7 33.7 12 Patriot 384 468 449 433.7 10.2 13 Favorit 420 428 473 440.3 6.5 14 Apollon 444 310 467 407.0 20.8 15 Nautilus 428 370 369 389.0 8.7 16 Veles 372 432 316 373.3 15.5 17 Stanichniy 328 350 385 354.3 8.1 18 Kurazh 408 374 356 379.3 7.0 19 Galla 536 453 576 521.7 12.0 20 Elbrus 384 395 363 380.7 4.3 Mean value 415.4 386.6 453.5 CV,% 13.9 10.3 13.5 LSD05 71.20 83.50 77.50 77.40 Вариабельность количества продуктивных стеблей в период исследования составила 4,4…39,9%. Высокая изменчивость данного признака отмечена у сортов Яткын, Аполлон, Азовский и Исток - 20,5; 20,9; 33,7 и 39,9% соответственно. Минимальная вариабельность отмечена у сортов Флагман, Юбилейный 85, Фаворит, Наутилус, Станичный, Кураж и Эльбрус - от 4,3 до 8,7%, а все остальные сорта характеризовались средней степенью изменчивости числа продуктивных стеблей на единице площади - 10,2…19,7%. Следует полагать, что сорта с высокой изменчивостью данного признака при равных прочих условиях выращивания требуют более специфического подхода в технологическом плане. Межсортовая изменчивость признака по годам составила 13,9; 10,3 и 13,5%. Существенные различия по данному признаку отмечены у сортов Яткын, Шарм, Исток, Наташа и Галла, превысивших стандарт Рапан. Поэтому, переходя к анализу основного признака - урожайности сортов, характеризующего их перспективность и востребованность в отрасли, стоит сказать, что в период исследований 2016-2018 гг. у изучаемых сортов была сформирована оптимальная густота стеблестоя для получения высоких урожаев. Урожайность большинства новых сортов риса в экологическом испытании была в пределах наименьшей существенной разницы (НСР ), а некоторые достоверно 05 превысили стандарт (табл. 2). Высокая изменчивость признака (>20%) может означать динамичность генотипа в данной агроклиматической зоне. Биологическая урожайность сортов риса и его вариабельность в экологическом испытании, ООО «АНТЦ Рис», 2016-2018 гг. Таблица 2 № п/п Сорт Урожайность, ц/га CV,% 2016 г. 2017 г. 2018 г. Среднее 1 Рапан (st) 97,3 113,7 79,9 97,0 17,4 2 Флагман 102,5 108,5 96,0 102,3 6,1 3 Полевик 108,2 102,3 114,1 108,2 5,5 4 Яхонт 102,7 101,9 111,4 105,3 5,0 5 Яткын 119,3 108,8 127,7 118,6 8,0 6 Шарм 73,35 71,9 74,8 73,4 2,0 7 Водопад 96,3 94,5 107,6 99,5 7,1 8 Юбилейный 85 97,7 116,8 96,6 103,7 11,0 9 Исток 80,3 91,0 85,8 85,7 6,2 10 Наташа 119,8 92,9 146,7 119,8 22,5 11 Азовский 87,9 66,7 112,5 89,0 25,7 12 Патриот 105,3 113,3 103,6 107,4 4,8 13 Фаворит 105,5 115,3 101,6 107,5 6,6 14 Аполлон 112,8 107,8 120,3 113,6 5,5 15 Наутилус 88,3 106,3 78,2 90,9 15,7 16 Велес 108,5 116,2 97,2 107,3 8,9 17 Станичный 121,6 136,3 87,6 115,2 21,7 18 Кураж 97,3 110,1 100,5 102,6 6,5 19 Галла 102,7 126,1 109,3 112,7 10,7 20 Эльбрус 104,7 100,5 99,0 101,4 2,9 Среднее 101,60 101,60 105,05 102,52 CV,% 12,4 12,4 9,2 9,9 НСР05 8,25 8,25 12,45 7,62 9,44 Table 2 Biological yield of rice varieties and its variability in environmental testing, 2016-2018 № п/п Variety Yield, c/ha CV,% 2016 2017 2018 Mean value 1 Rapan (st) 97.3 113.7 79.9 97.0 17.4 2 Flagman 102.5 108.5 96.0 102.3 6.1 3 Polevik 108.2 102.3 114.1 108.2 5.5 4 Yakhont 102.7 101.9 111.4 105.3 5.0 5 Yatkyn 119.3 108.8 127.7 118.6 8.0 6 Sharm 73.4 71.9 74.8 73.4 2.0 7 Vodopad 96.3 94.5 107.6 99.5 7.1 8 Yubileyniy 85 97.7 116.8 96.6 103.7 11.0 9 Istok 80.3 91.0 85.8 85.7 6.2 10 Natasha 119.8 92.9 146.7 119.8 22.5 11 Azovskiy 87.9 66.7 112.5 89.0 25.7 12 Patriot 105.3 113.3 103.6 107.4 4.8 13 Favorit 105.5 115.3 101.6 107.5 6.6 14 Apollon 112.8 107.8 120.3 113.6 5.5 15 Nautilus 88.3 106.3 78.2 90.9 15.7 16 Veles 108.5 116.2 97.2 107.3 8.9 17 Stanichniy 121.6 136.3 87.6 115.2 21.7 18 Kurazh 97.3 110.1 100.5 102.6 6.5 19 Galla 102.7 126.1 109.3 112.7 10.7 20 Elbrus 104.7 100.5 99.0 101.4 2.9 Mean value 101.60 105.05 102.52 CV,% 12.4 9.2 9.9 LSD05 8.25 12.45 7.62 9.44 Среднегодовая вариабельность урожайности представленных сортов риса составила 2,0…25,7%. Сорта Наташа, Азовский и Станичный характеризовались высокой степенью изменчивости - 22,5; 25,7 и 21,7% соответственно, что свидетельствует о динамичности данных генотипов в период исследований. У сортов Рапан, Юбилейный 85, Наутилус и Галла вариабельность признака средняя - 17,4; 11,0; 15,7 и 10,7% соответственно. Урожайность большинства изученных сортов риса оказалась слабоизменчивой за три года, что позволяет предположить возможность их возделывания в условиях данного хозяйства. Межсортовая изменчивость урожайности составила 12,4; 9,2 и 9,9% по годам. Сорта Полевик, Яткын, Наташа, Патриот, Фаворит, Аполлон, Велес, Станичный и Галла достоверно превысили Рапан (st) по урожайности. Абсолютные значения признака варьировали от 74,3 (Шарм) до 119,8 ц/га (Наташа). Учитывая высокий уровень урожайности представленных сортов и незначительную ее межсортовую изменчивость, можно предположить, что набор изучаемых генотипов является оптимальным для рентабельной работы отрасли в условиях Республики Адыгея и Краснодарского края. Выводы Высокая урожайность и незначительная ее вариабельность у новых сортов риса позволяют быть отрасли рентабельной, а своевременное внедрение сортов в производство - конкурентоспособным на рынке семян и самодостаточным в сфере переработки, т.е. производстве крупы, что отчасти соответствует программе импортозамещения. По результатам экологического испытания все представленные сорта сформировали оптимальное количество продуктивных стеблей на единице площади - 354,3…521,7 шт./м2. Данная густота агроценоза позволила реализовать потенциал урожайности в большей степени у сортов Полевик, Яткын, Наташа, Патриот, Фаворит, Аполлон, Велес, Станичный и Галла, достоверно превысивших Рапан (st). Перспективные сорта с незначительной изменчивостью урожайности (<10%) рекомендованы для возделывания в хозяйстве ООО «АНТЦ Рис» в условиях Республики Адыгея.

Ruslan Ramazanovich Dzhamirze

Federal rice research center

Author for correspondence.
Email: dzhamirze01022010@yandex.ru
Krasnodar, Russian Federation

Candidate of Agricultural Sciences, senior researcher at the selection department

Nadezhda Vasilievna Ostapenko

Federal rice research center

Email: ostapenko30071954@yandex.ru
Krasnodar, Russian Federation

Candidate of Agricultural Sciences, Leading Researcher, Breeding Department

Natalya Nikolaevna Chinchenko

Federal rice research center

Email: chinchenko1969@yandex.ru
Krasnodar, Russian Federation

postgraduate student, Selection Department

  • Dzhamirze RR, Ostapenko NV. Interrelation between structural yield elements and technological indicators of wholegrain and milled rice in new rice cultivars. Proceedings on applied botany, genetics and breeding. 2019; 180(3):26–31. doi: 10.30901/2227–8834–2019–3–26–31.
  • Dzhamirze RR, Ostapenko NV. Correlation of traits and their variability in rice breeding. Proceedings of the Kuban State Agrarian University. 2018; (74):25–32. doi: 10.21515/1999–1703–74–25–32.
  • Lapshinov NA, Pakul VN. Original seed breeding should be supported by the efficient technology. Zashchita i karantin rastenii. 2010; (8):21–23.
  • Moiseev VV. On the issue of increasing the economic effi of growing grain crops in Krasnodar region through the development of breeding and seed production. Regional economics: theory and practice. 2007; (7):139–144.
  • Dzhamirze RR, Ostapenko NV, Chinchenko NN, Filimonova ME. Breeding of large grain rice varieties. In: New and unconventional plants and prospects for their use. Proceedings of the XII International Symposium. Moscow: RUDN University Publ.; 2017. p. 180–182.
  • Malysheva NN, Malysheva NN, Garkusha SA. Aspects of development of rice growing industry. In: New trends in the development of agricultural sciences. Collection of scientific papers following the results of the IV international scientific-practical conference. Rostov-on-Don: Innovation Center for Development of Education and Science; 2017. p. 18–21.
  • Esaulova LV, Garkush SV, Kizinek SV. Scientific priorities of adaptive intensification of rice production in Russian Federation. In: Scientific priorities of adaptive intensification of agricultural production. Proceedings of the international scientific-practical conference with elements of young scientists. Krasnodar: VNII risa Publ.; 2019. p. 34–36.
  • Lysenko YA, Chuev IN, Khrisonidi VA. Problems and prospects of rice cultivation on the example of Krasnodar region and the Republic of Adygea. Fundamental Research. 2019; (4):66–70.
  • Information about the spring field agricultural works in the 06.05.2019. In: Republic of Adygea. Official website of Executive bodies of state power. Available from: http://www.adygheya.ru/ministers/departments/ ministerstvo-selskogo-khozyaystva/novosti-ministerstva/informatsiya-o-provedenii-vesennikh-polevykhselskokhozyaystvennykh-rabot-na-06–05–2019-goda/ [Accessed 21th November 2019].
  • Kharitonov EM, Skazhennik MS. Climatic and physiological aspects of rice yield formation in Krasnodar region. Rice growing. 2014; (2):6–12.
  • Dospekhov BA. Metodika polevogo opyta [Methodic of fi d experiment]. Moscow: Kolos Publ.; 1979.
  • Dzyuba VA. Mnogofaktornye opyty i metody biometricheskogo analiza eksperimental’nykh dannykh [Multifactorial experiments and methods of biometric analysis of experimental data]. Krasnodar; 2007.
  • Sheudzhen AK, Bondareva TN. Metodika agrokhimicheskikh issledovanii i statisticheskaya otsenka ikh rezul’tatov [Methods of agrochemical research and statistical evaluation of their results]. Maykop: Polygraph-Yug Publ.; 2015.
  • Vorobyov NV, Skazhennik MA, Kovalyov VS, Pshenitsyna TS, Motornaja OJ. Features of production process of rice varieties determining their yield. Rice growing. 2015; (3–4):6–12.

Views

Abstract - 25

PDF (Russian) - 9

PlumX


Copyright (c) 2020 Dzhamirze R.R., Ostapenko N.V., Chinchenko N.N.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.