RUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesRUDN Journal of Agronomy and Animal IndustriesВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство2312-797X2312-7988Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba1966110.22363/2312-797X-2021-16-2-118-128Crop productionРастениеводствоResearch ArticleAssessment of yield, plasticity and stability of spring barley cultivars grown in the European North of the Russian FederationОценка урожайности, пластичности и стабильности образцов ярового ячменя в условиях Европейского Севера РФhttps://orcid.org/0000-0002-9883-6054BatakovaOlga BorisovnaБатаковаОльга Борисовна

Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher, Laboratory of Plant Growing

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории растениеводства

obb05@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6052-7574KorelinaValentina AleksandrovnaКорелинаВалентина Александровна

Candidate of Agricultural Sciences, Head of the Laboratory of Plant Growing

кандидат сельскохозяйственных наук, заведующий лабораторией растениеводства

19651960@mail.ruN. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesФедеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Уральского отделения Российской академии наук07072021162VOL 16, NO2 (2021)ТОМ 16, №2 (2021)11812807072021Copyright ©; 2021, Batakova O.B., Korelina V.A.Copyright ©; 2021, Батакова О.Б., Корелина В.А.2021Batakova O.B., Korelina V.A.Батакова О.Б., Корелина В.А.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://agrojournal.rudn.ru/agronomy/article/view/19661

In recent years, modern agroclimatic environmental conditions in the European North of the Russian Federation are determined by constant fluctuations of biotic and abiotic factors, which require a high level of plasticity and stability of crop yield and quantitative characteristics from cultivars used in agricultural production. Therefore, determining the plant response to changing environmental factors in order to select the most promising breeding seeds, is an important task for breeders. The research was conducted on experimental field of N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, in the nursery of competitive variety testing in 2017—2019. Cultivars of spring barley of local selection were studied. Indicators of cultivar plasticity and stability were calculated by the method of S.A. Eberhart, W.A. Rassell (1966), the indicator of genetic flexibility — by the method of R.A. Udachin (1990). Various weather conditions during the research period enabled to evaluate the breeding material comprehensively. The hydrothermal coefficient (according to G.T. Selyaninov) varied from 1.85 to 3.06 during the research years. Ten cultivar samples of spring barley were analyzed to identify a plastic stable genotype. As a result, a high level of stability was shown by samples k-037712 (Ϭ2 = 0.01), k-038404 (Ϭ2 = 0.02). Samples with a neutral genotype were identified: k-039257, k-036982 (bi < 1) and a sample weakly responding to environmental changes — k-038806 (bi = 0.23). The bi value is very close to 1 in Kotlassky cultivar, which shows a high ecological plasticity. Sample k-038806 has the lowest coefficient of linear regression (0.23), therefore, it is suitable for cultivation on unfertilized soils. The selected genetic sources will be used in breeding to develop highly productive cultivars of spring barley for the conditions of the European North of the Russian Federation.

Современные агроклиматические условия окружающей среды Европейского Севера РФ за последние годы определяются постоянными колебаниями биотических и абиотических факторов, что требует от сортов для сельскохозяйственного производства высокого уровня пластичности и стабильности урожайности и количественных признаков. Поэтому определение уровня реакции растений на изменчивые факторы среды с целью отбора наиболее перспективного селекционного материала является важной задачей селекционеров. Исследования проводились на опытном поле ФИЦКИА УрО РАН (г. Котлас). В питомнике конкурсного испытания изучались образцы ячменя ярового местной селекции. Показатели пластичности и стабильности сорта рассчитывали по методу С.А. Эберхарта, В.А. Рассела (1966), показатель генетической гибкости — по методу Р.А. Удачина (1990). Различные погодные условия за период исследований дали возможность разносторонне оценить селекционный материал. Гидротермический коэффициент по Г.Т. Селянинову (ГТК) за годы исследований варьировал от 1,85 до 3,06. Проведен анализ десяти образцов ячменя ярового за период 2017—2019 гг. на выявление пластичного, стабильного генотипа. В результате исследований высокий уровень стабильности показали образцы k-037712 (Ϭ2 = 0,01), k-038404 (Ϭ2 = 0,02). Выявлены образцы с нейтральным генотипом: k-039257, k-036982 (bi < 1) и образец слабо реагирующий на изменения условий среды к-038806 (bi = 0,23). Значение bi близко к 1 у сорта Котласский, что показывает высокую экологическую пластичность сорта. Образец k-038806 с наименьшим коэффициентом линейной регрессии — 0,23 подходит для выращивания на естественном агрофоне. Выделенные генетические источники будут использованы в селекционной работе для создания высокопродуктивных сортов ярового ячменя для условий Европейского Севера РФ.

samplecultivaradaptabilitystabilityregression coefficientgenotypebarleyобразецсортадаптивностьстабильностькоэффициент регрессиигенотипячменьРабота выполнена в рамках Государственного задания ФГБУН ФИЦКИА УрОРАН № 0409-2021-0004The research was carried out within the framework of the State Assignment of N. Laverov Federal Center for Integrated Arctic Research of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (FECIAR UrB RAS) No. 0409-2021-0004.Zhuchenko AA. Adaptivnoe rastenievodstvo (ekologo-geneticheskie osnovy). Teoriya i praktika [Adaptive plant growing (ecological-genetic principles). Theory and practice]. Moscow: Agrorus publ.; 2008. (In Russ).Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). Теория и практика. М., 2008.Zhuchenko AA. Adaptive breeding and seed production system as the future. Potato and vegetables. 2012; (8):5. (In Russ).Жученко A.A. За адаптивной системой селекции и семеноводства - будущее // Картофель и овощи. 2012. № 8. С. 5.Zhuchenko A.A. Strategy of adaptive crop production and resource saving. AIC: economics, management. 2017; (6):11—19. (In Russ).Жученко A.A. Стратегия адаптивного растениеводства и ресурсосбережения // АПК: Экономика, управление. 2017. № 6. С. 11-19.Schennikova IN, Kokina LP, Zaitseva IY. Ecological stability of varieties and breeding lines of spring barley. Vestnik of Mari State University. Chapter: Agriculture. Economics. 2018; 4(3):85—91. (In Russ). doi:10.30914/2411-9687-2018-4-3-85-90Щенникова И.Н., Кокина Л.П., Зайцева И.Ю. Экологическая стабильность сортов и селекционных линий ярового ячменя // Вестник Марийского государственного университета. Серия Сельскохозяйственные науки. Экономические науки. 2018. Т. 4. № 3. С. 85-90. doi:10.30914/2411-9687-2018-4-3-85-90Sapega VA, Tursumbekova GS, Sapega SV. Productivity and parameters of stability of grades of grain crops. Achievements of science and technology in agro-industrial complex. 2012; (10):22—26. (In Russ).Сапега В.А., Турсумбекова Г.Ш., Сапега С.В. Урожайность и параметры стабильности сортов зерновых культур // Достижения науки и техники АПК. 2012. № 10. С. 22-26.Sapega VA, Tursumbekova GS. Productivity and adaptability of the winter rye variety in North Transurals. Zemledelie. 2015, 2:45—46. (In Russ).Сапега В.А., Турсумбекова Г.Ш. Урожайность и адаптивность сортов озимой ржи в Северном Зауралье // Земледелие. 2015. № 2. С. 45-46.Rodina NA. Selektsiya yachmenya na Severo-Vostoke Nechernozem’ya [Barley breeding in the NorthEast of Nonblack Soil Zone]. Kirov: Zonal ARI of the North-East publ.; 2006. (In Russ).Родина Н.А. Селекция ячменя на Северо-Востоке Нечерноземья. Киров: Зональный НИИСХ Северо-Востока, 2006. 488 с.Kosyanenko LP. Serye khleba v Vostochnoi Sibiri [Gray bread in Eastern Siberia]. Krasnoyarsk: Krasnoyarsk State Agrarian University publ.; 2008. 300 p. (In Russ).Косяненко Л.П. Серые хлеба в Восточной Сибири. Красноярск: Изд-во Красноярского государственного аграрного университета, 2008. 300 с. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=19511292Pakul VN, Martynova SV, Androsov DE. Estimation of adaptive ability and stability of spring barley under conditions of the northern forest-steppe of the kuznetsk depression. Achievements of science and technology in agro-industrial complex. 2018; 32(1):32—34. (In Russ). doi: 10.24411/0235-2451-2018-10106.Пакуль В.Н., Мартынова С.В., Андросов Д.Е. Оценка адаптивной способности и стабильности ярового ячменя в условиях северной лесостепи Кузнецкой котловины // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 1. С. 32-34. doi: 10.24411/0235-2451-2018-10106Grebennikova IG, Aleynikov AF, Stepochkin PI. Diallel analysis of the number of spikelets per spike in spring triticale. Siberian Herald of Agricultural Science. 2011; (7—8):77—85. (In Russ).Гребенникова И.Г., Алейников А.Ф., Степочкин П.И. Диаллельный анализ числа колосков вколосе яровой тритикале // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2011. № 7-8 (221). С. 77-85.Pereira HS, Alvares RC, Silva FC, de Faria LC, Melo LC. Genetic, environmental and genotype x environment interaction effects on the common bean grain yield and commercial quality. Semina: Ciencias Agrarias. 2017; 38(3):1241—1250. doi: 10.5433/1679-0359.2017v38n3p1241.Pereira H.S., Alvares R.C., Silva F.C., de Faria L.C., Melo L.C. Genetic, environmental and genotype x environment interaction effects on the common bean grain yield and commercial quality // Semina: Ciencias Agrarias. 2017. Vol. 38. № 3. Рр. 1241-1250. doi: 10.5433/1679-0359.2017v38n3p1241Admas S, Tesfaye K. Genotype-by-environment interaction and yield stability analysis in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) genotypes in North Shewa, Ethiopia. Acta Universitatis Sapientiae. Agriculture and Environment. 2017; 9(1):82—94. doi: 10.1515/ausae-2017-0008.Admas S., Tesfaye K. Genotype-byenvironment interaction and yield stability analysis in sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) genotypes in North Shewa, Ethiopia // Acta Universitatis Sapientiae. Agriculture and Environment. 2017. Vol. 9. № 1. Рр. 82-94. doi: 10.1515/ausae-2017-0008Gedif M, Yigzaw D, Tsige G. Genotype-environment interaction and correlation of some stability parameters of total starch yield in potato in Amhara region, Ethiopia. Journal of Plant Breeding and Crop Science. 2014; 6(3):31—40. doi: 10.5897/JPBCS2013.0426.Gedif M., Yigzaw D., Tsige G. Genotype-environment interaction and correlation of some stability parameters of total starch yield in potato in Amhara region, Ethiopia // Journal of Plant Breeding and Crop Science. 2014. Vol. 6. № 3. Рр. 31-40. doi: 10.5897/JPBCS2013.0426Kurkova IV, Kuznetsova AS, Terekhin MV. Parameters of ecological plasticity of spring barley cultivars of Amur selection. Bulletin of NSAU (Novosibirsk State Agrarian University). 2015; (3):19—24. (In Russ).Куркова И.В., Кузнецова А.С., Терехин М.В. Параметры экологической пластичности сортов сортообразцов ярового ячменя Амурской селекции // Вестник Новосибирского аграрного университета. 2015. № 3 (36). С. 19-24.Kurkova IV, Rukosuev RV. Estimation of stability parameters of spring barley varieties of Far Eastern selection. Izvestiya of Altai State University. 2013; (1):13—14. (In Russ).Куркова И.В., Рукосуев Р.В. Оценка параметров стабильности сортов ярового ячменя дальневосточной селекции // Вестник Алтайского государственного университета. 2013. № 1(99). С. 13-14.Eberhart SA, Russel WA. Stability parameters for comparing varieties. Crop Science. 1966; 6(1):36—40. doi: 10.2135/CROPSCI1966.0011183X000600010011XEberhart S.A., Russel W.A. Stabiliti parameters for comparing varieties // Ctop Scienct. 1966. № 6 (1). Pр. 36-40. doi: 10.2135/CROPSCI1966.0011183X000600010011XSelyaninov GT. Agricultural climate assessment. In: Trudy po sel’skokhozyaistvennoi meteorologii. Vyp. 20 [Proceedings on agricultural meteorology. Issue 20]. 1928. p.165—177. (In Russ).Селянинов Г.Т. О сельскохозяйственной оценке климата // Труды по сельскохозяйственной метеорологии. 1928. Вып. 20. С. 165-177.Udachin RA, Golovchenko AP. Methodology for assessing the ecological plasticity of wheat varieties. Selektsiya i semenovodstvo. 1990; (5):2—6. (In Russ).Удачин Р.А., Головченко А.П. Методика оценки экологической пластичности сортов пшеницы // Селекция и семеноводство. 1990. № 5. С. 2-6.