Evaluation of winter barley varieties for adaptability to the environment in competitive and ecological variety testing
DOI:
https://doi.org/10.32636/01308521.2021-(69)-2-8Keywords:
winter barley, sample, variety, yield, quantitative trait, plasticity, stability, adaptability ratingAbstract
The research was conducted in 2017–2019 in the fields of the laboratory of selection of grain and fodder crops in the conditions of selection-seed crop rotation of the Institute of Agriculture of the Carpathian region of NAAS in competitive and ecological variety testing.
The aim of our work was to identify breeding genotypes with consistently high characteristics of productivity Statistical processing of experimental data was performed using Microsoft Excel with the calculation of average (Z), minimum (min), maximum (max) values and the magnitude of variation (R). Mathematical processing of yield data was performed by the method of analysis of variance according to Dospekhov B. A.
To determine the phenotypic stability and adaptive potential of winter barley varieties, the total adaptive capacity, variants of specific adaptive capacity and interaction of genotype and environment, compensation coefficient and selection value were calculated.
For comparative evaluation of the studied varieties, the indexing method was used, according to which the estimates of the incidence of diseases are translated into points of distance from the average value for all studied samples (resistance indices). Various methods were used to establish indicators of ecological plasticity and stability by quantitative characteristics of barley varieties.
Plasticity (bi) and stability (Si2) were determined according to S. A Eberhart and W. A. Russel on the basis of grain yield. Plasticity characterizes the regression coefficient (ri, in other researchers denoted as b or bi), and the stability of the standard deviation (variance of Si2 or S2) of the actual values from the theoretically expected regression line.
The level of resistance to stress is defined as the difference between the minimum and maximum yield (U2-U1). It has a negative value and with a larger value, resistance to stress is considered higher. Characteristics of varieties on resistance to stress complements the value (U1 + U2) / 2, which expresses the degree of correspondence between the genotype of the variety and various environmental factors.
The highest indicators of stress resistance were found in the varieties Dniester (-2.12 t/ha), Zbruch (-1.99 t/ha) and Burevii (1.94 t/ha). This indicator has a negative sign: the smaller it is, the higher the resistance to genotype stress. The average yield of varieties in stressful and non-stressful conditions characterizes their genetic flexibility. In our studies, highly plastic genotypes of the intensive type are considered to be varieties with a regression coefficient from 1.0 to 1.76. This category includes varieties of winter barley Zbruch, Dniester, Broad-leaved, Snow Queen, Burevii, Ninth Shaft.
The index of selection value is a complex indicator that combines yield with the level of adaptive capacity of the genotype and ranges from 2.30 to 7.07. A higher numerical value of the indicator means a great selection value. In our studies, the varieties Dniester (7.07), Zbruch (5.60), Kormovyi (4.64), Burevii (4.37), and the Ninth Shaft (4.13) differed in high selection value.
References
1. Адаптивні особливості генотипів вівса за кількісними ознаками якості зерна / А. Я. Марухняк та ін. Селекція і насінництво. 2013. Вип. 103. С. 42–50.
2. Біловус Г. Я., Марухняк А. Я. Екологічне сортовипробування ячменю озимого в умовах Лісостепу Західного. Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. 2019. Вип. 66. С. 37–50.
3. Ващенко В. В., Шевченко О. О. Адаптивність і стабільність сортів ячменю ярого за показником продуктивності. Вісник Дніпропетровського ДАУ. 2013. № 1 (31). С. 11–15.
4. Влох В. Г., Тучапський О. Р. Ячмінь озимий у Західному регіоні України. Львів, 2004. 72 с.
5. Голозерний овес. Сорт Авгол / А. Я. Марухняк та ін. Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. 2015. Вип. 57. С. 151–159.
6. Гудзенко В. М. Селекційна оцінка колекційних зразків ячменю озимого в умовах Лісостепу України. Агробіологія. 2014. Т. 2, вип. 21. С. 29–34.
7. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). 5-е изд., перераб. и доп. Москва : Агропромиздат, 1985. 351 с.
8. Заяць О. М., Петрина Г. І., Яремко В. Я. Особливості сортів озимого ячменю. Посібник українського хлібороба : наук.-практ. щорічник. 2012. Т. 1. С. 131–132.
9. Лінчевський А. А., Шеремет О. М. Озимий ячмінь. Озимі зернові культури. Київ : Урожай, 1993. С. 220–253.
10. Марухняк А. Я., Терлецька М. І., Пурдяк Л. С. Кластерний розподіл генотипів вівса за екологічною адаптивністю кількісних ознак продуктивності. Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. 2019. Вип. 65. С. 77–90.
11. Методика державного випробування сортів на придатність до поширення в Україні : Загальна частина. Охорона прав на сорти рослин : офіційний бюлетень. 2003. Вип. 1, ч. 3. 106 с.
12. Методика проведення експертизи та державного випробування сортів рослин зернових, круп’яних та зернобобових культур. Охорона прав на сорти рослин : офіційний бюлетень. 2003. Вип. 2, ч. 3. 214 с.
13. Мойсеєва М. Культура у фокусі: ячмінь. Пропозиція. 2009. № 4. С. 20–21.
14. Солонечний П. М. Гомеостатичність та селекційна цінність сучасних сортів ячменю ярого. Селекція і насінництво. 2013. Вип. 103. С. 36–41.
15. Хангильдин В. В., Литвиненко Н. А. Гомеостатичность и адаптивность сортов озимой пшеницы. Научно-технический бюллетень ВСГИ. 1981. Вып. 39. C. 8–14.
16. Яковлев В. Б. Статистика. Расчеты в Microsoft Exсel. Москва, 2005. 352 с.
17. Alpha-amylase treatment increases extractable phenolics and antioxidant capacity of oat (Avena nuda L.) flour / D. Chen et al. J. of Cereal Sci. 2015. V. 65. P. 60–66.
18. Biel W., Jacyno E., Kawecka M. Chemical composition of hulled, dehulled and naked oat grains. South Afr. J. of Animal Sci. 2014. V. 44. P. 189–197.
19. Cholesterol-lowering effects of oat β-glucan: a meta-analysis of randomized controlled trials / A. Whitehead et al. Am. J. Clin. Nutr. 2014. V. 100 (6). P. 1413–1421. DOI: 10.3945/ajcn.114.086108.
20. Combining ability for grain chemistry quality traits in a white oat diallelic cross / M. Crestani et al. Euphytica. 2012. V. 185 (1). P. 139–156.
21. Daou C., Zhang H. Oat beta-glucan: its role in health promotion and prevention of diseases. Comp. Rev. in Food Sci. and Food Saf. 2012. V. 11. P. 355–365.
22. Eberhart S. A., Russel W. A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Sci. 1966. № 6. P. 36–40.
23. Genotype-by-environment interaction and trait association in two genetic populations of oat / W. Yan et al. Crop Sci. 2016. V. 56. P. 1136–1145.
24. Hussein M. A., Bjornstad A., Aaste-veit A. H. SASG X ESTAB: A SAS program for computing genotype x environment stability statistics. Agron. J. 2000. V. 92. P. 454–459.
25. Milling of Canadian oats and barley for functional food ingredients: Oat bran and barley fibre-rich fractions / M. S. Izydorczyk et al. Can. J. Plant Sci. 2014. V. 94. P. 573–586.
26. Mohebodini M., Dehghani H., Sabagpour S. H. Stability of perfomance in lentil (Lens culinaris Medik.) genotypes in Iran. Euphytica. 2006. V. 149. P. 343–352.
27. Mohhamadi R., Pourdad S. S., Amri A. Grain yield stability of spring sunflower (Carthamus tinctorius L.). Aust. J. Agric. Res. 2008. V. 59. P. 546–553.
28. Naked oats for improving human nutrition: genetic and agronomic variability of grain bioactive components / R. Redaelli et al. Crop Sci. 2009. V. 49. P. 1431–1437.
29. Nutritional advantages of oats and opportunities for its processing as value added foods : a review / P. Rasane et al. J. of Food Sci. and Tech. 2013. V. 52. P. 662–675.
30. Oats as a functional food : a review / W. S. Ahmad et al. Univer. J. of Pharm. 2014. V. 3. P. 14–20.
31. Oat: unique among the cereals / M. S. Butt et al. Eur. J. of Nutr. 2008. V. 46. P. 68–79.
32. Othaman R. A., Moghadasian M. H., Jones P. J. Cholesterol-lowering effects of oat β-glucan. Nutr. Rev. 2011. № 69 (6). P. 299–309.
33. Peltonen-Sainio P. Productive oat ideotype for northern growing conditions. Euphytica. 1991. V. 54. P. 27–32.
34. Wood P. Oat and rye β-glucan: properties and function. Cereal Chem. 2010. V. 87. P. 315–330.
35. Zhy F., Du B., Xu B. A critical review on production and industrial application of beta-glucan. Food Hydrocol. 2016. V. 52. P. 275–288.
36. Zute S., Berga L., Vicupe Z. Variability in endosperm β-glucan content of husked and naked oat genotypes. Acta Biol. Universit. Daugavpil. 2011. № 11 (2). P. 192–200.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 М. І. ТЕРЛЕЦЬКА, Г. Я. БІЛОВУС, В. І. ПУЩАК, В. Я. ЯРЕМКО (Автор)
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
