ОЦІНКА СТІЙКОСТІ СОРТІВ КАРТОПЛІ ДО СТРЕСУ НА РАННІХ ЕТАПАХ НАКОПИЧЕННЯ ВРОЖАЮ В УМОВАХ СЕЗОННИХ ПОСУХ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ
DOI:
https://doi.org/10.32636/agroscience.2024-(3)-3-2Ключові слова:
Solanum tuberosum, сорт, стрес, коефіцієнт посухостійкості, біплот-аналіз, індекси стійкості до посухи, динаміка накопичення врожаю, кореляційна залежністьАнотація
В рамках наукового дослідження проведено аналіз 23 сортів картоплі на стійкість до посухи в умовах центральної частини Полісся України за зміною відносного вмісту води в листі в фазах бутонізації і цвітіння культури. Враховували врожайність бульб при ранніх обліках. Динаміку змін спостерігали впродовж ранніх етапів експерименту в польових умовах. За чотири роки досліджень зафіксовано три з сезонними посухами, які характеризувались від дуже посушливого до слабко посушливого періоду, що було критичним для формування та накопичення врожаю. У різні роки досліджень виявлено сорти картоплі, що вирізняються високим показником коефіцієнта посухостійкості на 60-й та 75-й дні від садіння, зокрема: Радомисль, Серпанок, Вигода, Авангард, Нагорода, Фанатка, Опілля, Базалія, Чарунка, Джавеліна, Лєтана, Олександрит і Роставиця. Під час проведення кореляційного аналізу між першим та другим вимірюванням коефіцієнтa посухостійкості в генотипах картоплі встановлено позитивну, але слабку та середню кореляційну залежність (r=0,041–0,418). Використання рангової системи для ідентифікації індексів стійкості до посухи дозволило виділити генотипи картоплі з найкращим середнім значенням. У сезоні 2020–2021 рр. сорти: Альянс, Межирічка 11 і Левада; у 2022–2023 рр. – Радомисль, Світана, Авангард, Опілля, Фанатка, Взірець і Лєтана. За результатами біплот-аналізу встановлено, що сорти картоплі Радомисль, Нагорода, Базалія, Тирас, Межирічка 11 і Лєтана у період 2021–2022 рр. та Радомисль, Авангард, Опілля, Світана та Фанатка в наступному сезоні, характеризувались вищою врожайністю за умов посухи. Метод факторного аналізу виявив генотипи, які показали значне підвищення врожайності бульб лише за умов оптимального забезпечення вологою. У першому сезоні підвищення врожайності зазначено у сортів Тирас, Левада, Нагорода, Межирічка 11 і Лєтана, в другому – Вигода, Межирічка 11, Альянс, Іванківська рання, Сонцедар і Роставиця. В результаті лабораторно-польових та статистичних досліджень щодо прояву стійкості сортів картоплі до сезонних посух у період раннього формування та накопичення врожаю бульб в центральній частині Полісся України встановлено, що певні генотипи картоплі володіють високою фактичною посухостійкістю. Результати досліджень дозволили ідентифікувати екологічно стійкі джерела стресу. Актуальність роботи полягає у виділенні сортів картоплі з високою позитивною реакцією на негативні агрокліматичні чинники даного регіону за раннього динамічного накопичення врожаю та властивості швидко відновлювати водний баланс у рослин в умовах посухи
Посилання
Aliche E. B., Oortwihn M., Theeuwen T. P. M., Bachem C. W. B., van Eck H. J., Visser R. G.,Van der Linden C. G. Genetic mapping of tuber size distribution and marketable tuber yield under drought stress in potatoes. Euphytica. 2019. Vol. 215. P.186–204. https://doi.org/10.1007/s10681-019-2508-00123456789
Ávila-Valdés A., Quinet M., Lutts S., Martínez J. P., Lizana X. C. Tuber yield and quality responses of potato to moderate temperature increase during Tuber bulking under two water availability scenarios. Field Crops Research. 2020. Vol. 251. P. 107786. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2020.107786
Boguszewska-Mankowska D., Pieczynski M., Wyrzykowska A., Kalaji H.M., Sieczko L., Szweykowska-Kulińska Z., Zagdańska B. Divergent strategiesdisplayed by potato (Solanum tuberosum L.) cultivars to copewith soil drought. Journal of Agronomy and Crop Science. 2018. Vol. 204, Issue1. Р.13–30. https://doi.org/10.1111/jac.12245
Boguszewska-Mańkowska D., Ruszczak B., Zarzyńska K. Classification of Potato Varieties Drought Stress Tolerance Using Supervised Learning. Applied Sciences. 2022. Vol. 12, Issue 4. P. 1939-1954. https://doi.org/10.3390/app12041939
Bondarchuk A. A., Koltunov V. A., Oliynik T. M. et al. Kartoplyarstvo: Metodika doslidnoyi spravi [Potato growing: Methods of research]. Vinnitsya: TOV «TVORI», 2019. 625 р.
Bouslama M., Schapaugh W. T. Stress tolerance in soybean. Part 1: evaluation of three screening techniques for heat and drought tolerance. Crop Science. 1984. Vol. 24, Issue 5. Р. 933–937.
Chang D. C., Jin Y. I., Nam J. H., Cheon C. G., Cho J. H., Kim S. J. et al. Early drought effect on canopy development and tuber growth of potato cultivars with different maturities. Field Crops Research. 2018. Vol. 215. P. 156–162. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2017.10.008
Chen D., Neumann K., Friedel S., Kilian B., Chen M., Altmann T., Klukas C. Dissecting the phenotypic components of crop plant growth and drought responses based on high-throughput image analysis. The Plant Cell. 2014. Vol. 26, Issue 12. P.4636–4655. https://doi.org/10.1105/tpc.114.129601.
El-Hendawy S. E., Hassan W. M., Al-Suhaibani N. A. and Schmidhalter U. Spectral assessment of drought tolerance indices and grain yield in advanced spring wheat lines grown under full and limited water irrigation. Agricultural Water Management. 2017. Vol. 182. P. 1–12. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2016.12.003.
FAO: Doubling global potato production in 10 years is possible. 2022. https://www.fao.org/newsroom/detail/doubling-global-potato-production-in-10-years-is-possible/ (last accessed: 16.01.2024).
Fernandez G. C. J. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. In Proceedings of the International Symposium on Adaptation Food Crops to Temperature and Water Stress / C. G. Kuo (Ed.). Shanhua, Taiwan, AVRDC, 1992. P. 257–270. https://doi.org/10.22001/wvc.72511
Ferreira T. C., Goncalves D. A. Crop-yield/water-use production functions of potatoes (Solanum tuberosum, L.) grown under differential nitrogen and irrigation treatments in a hot, dry climate. Agricultural Water Management. 2007. Vol. 90, Issue 1-2. P. 45–55. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2007.02.012
Furdyha M. M. Adaptive ability and potential properties of potato varieties selected by the Institute for Potato Research NAAS. Agrarian innovations. 2022. No. 12. P. 103–109. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2022.12.16
Gouveia C. S. S., Gananca J. F. T., Slaski J., Lebot V. and de Carvalho M. A. A. P. Variation of carbon and isotope natural abundances (δ15N and δ13C) of whole-plant sweet potato (Ipomoea batatas L.) subjected to prolonged water stress. Journal of Plant Physiology. 2019. Vol. 243. P. 153052–153057. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2019.153052
Handbook climate change and adaptation of soybean producers of ukraine . Kyiv: association danuyska soya office in Ukraine. 2022. 40 p. https://www.donausoja.org/wp-content/uploads/2023/02/Atlas-Climate-change-in-Ukraine.pdf
Hijmans R. J. The effect of climate change on global potato production. American Journal of Potato Research. 2003. Vol. 80, Issue 4. P. 271–280. https://doi.org/10.1007/BF02855363
Hryhoriuk I. P., Tkachov V. I., Nyzhnyk T. P., Mytsko V. M., & Voitseshyna N. I. Method for assessing the resistance of potato va-rieties to drought. 2006. Patent 45055 A, MPK A01G7/00(2006.01).
IPCC, 2023: Summary for Policymakers. In: Climate Change 2023: Synthesis Report. A Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 36 p. https://mepr.gov.ua/diyalnist/napryamky/zmina-klimatu/doslidzhennya-shhodo-zminy-klimatu/
Lahlou O. and Ledent J. F. Root mass and depth, stolons and roots formed on stolons in four cultivars of potato under water stress. European Journal Agronomy. 2005. Vol. 22, No. 2. Р.159–173. https://doi.org/10.1016/j.eja.2004.02.004
Lan J. Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agriculturae Borealioccidentalis Sinica. 1998. Vol. 7. P. 85–87.
Levy D., Veilleux R. E. Adaptation of potato to high temperatures and salinity—a review. American Journal of Potato Research. 2007. 2007. Vol. 84, Issue 6. Р. 487–506. https://doi.org/10.1007/BF02987885
Lobell D. B., Schlenker W., Costa-Roberts J. Climate trends and global crop production since 1980. Science. 2011. Vol. 333, Issue 6042. Р. 616–620. https://doi.org/10.1126/science.1204531
Luitel B. P., Khatri B. B., Choudhary D., Paudel B. P., Jung-Sook S., Hur O. S., Baek H. J., Cheol K. H., Yul R. K. Growth and yield characters of potato genotypes grown in drought and irrigated conditions of Nepal. International Journal of Applied Sciences and Biotechnology. 2015. Vol. 3 (3). P. 513–519. https://doi.org/10.3126/ijasbt.v3i3.13347
Martinez I., Munoz M., Acuna I., Uribe M. Evaluating the Drought Tolerance of Seven Potato Varieties on Volcanic Ash Soils in a Medium-Term Trial. Frontiers in Plant Science. 2021. Vol. 12. P. 1238–1251. https://doi.org/10.3389/fpls.2021.693060
Nikneshan P., Tadayyon A., Javanmard M. Evaluating drought tolerance of castor ecotypes in the center of Iran. Heliyon. 2019. Vol. 5, Issue 4. P. 1403–1415. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e01403
Obidiegwu J. E., Bryan G. J., Jones H. G., Prashar A. Coping with drought: stress and adaptive responses in potato and perspectives for improvement. Frontiers in Plant Science. 2015. Vol. 6. P. 542–564. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00542
Oliynyk T. N., Sidakova O. V., Zakharchuk N.A. & Symonenko N. V. Studying the potential of the initial potato material with the aim of breeding for drought resistance. Plant Varieties Studying and Protection, 2017. Vol. 13, No. 4. P. 361–366. https://doi.org/10.21498/2518-1017.13.4.2017.117733
Primak I. D., Polevyi A. M. Agricultural meteorology and climatology. Bila Tserkva, 2008. 488 p.
Pysarenko N.V., Sydorchuk V.I., Zakharchuk N.A., Oliynik T.M. Comprehensive assessment of drought tolerance of potato varieties by mathematical indices in the conditions of the central polissya of Ukraine. Agrarian innovation. 2023. No. 17. Р.186–196. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.17.27
Pysarenko N., Sydorchuk V. & Zakharchuk N. Еnvironmental plasticity, ultrastability and breeding value as a sign of yield of new potato varieties. Agriculture and Plant Sciences: Theory and Practice. 2022. Issue 3. P. 91–101. https://doi.org/10.54651/agri.2022.03.10
Rositska N. V. Adaptyvna reaktsiia roslyn riznykh zhyttievykh form za umov posukhy (Extended Abstract of Cand. Biol. Sci. Diss.). Institute of Agroecology and Environmental Management, Kyiv, Ukraine. 2015. 24 p.
Salehi-lisar S. Y., Bakhshayeshan-agdam H. Drought stress in plants: Causes, consequences, and tolerance. In: Drought Stress Tolerance in Plants (Eds., M. A. Hossain et al.). Springer Press. New York. USA, 2016. Vol. 1. P. 1–16. https://doi.org/10.1007/978-3-319-28899-41
Schafleitner R. Growing More Potatoes with Less Water. Tropical Plant Biology. 2009. Vol. 2. P. 111–121. https://doi.org/10.1007/s12042-009-9033-6
Shahbandeh M. Potato Industry Worldwide - Statistics & Facts. Statista. Agriculture: Farming. 2023. https://www.statista.com/topics/6003/potato-industry-worldwide/ (last accessed: 16.01.2024).
Sun S., Wang Y., Wang F., Liu J., Luan X., Li X. & Wu P. Allleviating pressure на water resources: anew approach could be attempted. Scientific reports. 2015. Vol. 5, Issue1. P. 134–141. https://doi.org/10.1038/srep14006
Tang R., Niu S., Zhang G., Chen G., Haroon M., Yang Q., Rajora O. P., Li X. Q. Physiological and growth responses of potato cultivars to heat stress. Botany. 2018. Vol. 96, No. 12, P. 897–912. https://doi.org/10.1139/cjb-2018-0125
Van Dam J., Kooman P. and Struik P. Effects of temperature and photoperiod on early growth and final number of tubers in potato (Solanum tuberosum L.). Potato Research. 1996. Vol. 39. P. 51–62. https://doi.org/10.1007/BF02358206
Vesali M. R., Baradaran R., Hassanpanah D. & Soqa al-Islami M. J. Evaluation of drought tolerance indices of hybrids from potato commercial cultivars. Environmental Stresses in Crop Sciences, 2021. Vol. 14, Issue 3. P. 747–758. https://doi.org/10.22077/escs.2020.3123.1801
Завантаження
Опубліковано
Версії
- 30.09.2024 (3)
- 30.09.2024 (2)
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Nataliia PYSARENKO, Mykola FURDYHA, Nataliia ZAKHARCHUK, Tetiana OLIINYK (Author)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
