REACTION OF SUNFLOWER HYBRIDS OF THE EARLY MATURITY GROUP TO MOISTURE DEFICIT IN THE CONDITIONS OF THE STEPPE OF UKRAINE

Keywords: sunflower, hybrid, productivity, drought resistance, drought resistance indices, adaptability, environmental sustainability.

Abstract

The purpose of the research was to study and analyze the environmental stability and adaptability to moisture shortage of early-ripening sunflower hybrids in the conditions of Southern Ukraine. Research materials and methods. The reaction of ten sunflower hybrids of the early maturity group to different growing conditions was studied at Agroproekt Yug LLC of the Kherson region during 2020–2021. The research was conducted on two sites with different soil parameters. Analysis of the resistance of sunflower hybrids to moisture deficit was carried out with the help of various mathematical indices of drought resistance and indicators of adaptability and environmental stability. Research results and their discussion. The obtained experimental data at a drought intensity of 0.520 made it possible to identify sunflower hybrids that significantly exceed the average hybrid yield in stressful conditions: Agora and Bella 1.570–1.651 t/ha, and under conditions of sufficient moisture: Bella, Cabana and Niagara with a yield of 2.864–3.037 t/ha. For SSI, TOL, YSI, RDI, DI, SSPI and ISR, the Agora hybrid is selected. According to the MP, YI, STI, GMP, MSTI, M1STI and M2STI and HMP indices, the Bella hybrid was selected, and the Niagara hybrid was selected according to the abiotic tolerance index. According to the regression coefficient (bi), the intensive Niagara type hybrid, the stable Agora type and the hybrid well adapted to various growing conditions of Bella and Latytude were selected. Conclusions. The indices YSI, YI, SSI, RDI, DI, ISR and adaptability indicators Sc, Hom, sgi and SVGi, which most fully characterize the resistance of sunflower hybrids to drought, are highlighted. Adaptability indicators bi, σ2 SACi and Kgi divide the hybrids into intensive, plastic and stable according to their response to moisture deficit stress. The most drought-resistant Agora hybrid, the Bella hybrid is plastic, and the Niagara hybrid is the most drought-resistant, or intensive type hybrid.

References

1. Anderson W.K., Brennan R.F., Jayasena K.W., Micic S., Moore J.H., Nordblom T. Tactical crop management for improved productivity in winter-dominant rainfall regions: a review. Crop & Pasture Science. 2020, Vol. 71, P. 621–644. https://doi.org/10.1071/CP19315
2. Blum A. Plant breeding for stress environments. CRC Press, Boca Raton, Florida, USA. 1988
3. 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, № 5. Р. 933–937. doi:10.2135/cropsci1984.0011183X002400050026x
4. Ceglar A., Toreti A., Lecerf R., Van der Velde M., Dentener F. Impact of meteorological drivers on regional inter-annual crop yield variability in France. Agric.
For. Meteorol. 2016, Vol. 216, 58–67. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2015.10.004
5. Chakherchaman S.A., Mostafaei H., Imanparast L. and Eivazian M.R. Evaluation of drought tolerance in lentil advanced genotypes in Ardabil region. Journal of Food Agriculture and Environment. 2009. Vol. 7. P. 283-288
6. Chawade A., Armoniené R., Berg G., Brazauskas G., Frostgård G., Geleta M., Gorash A., Henriksson T., Himanen K., Ingver A. A transnational and holistic breeding approach is needed for sustainable wheat production in the Baltic Sea region. Physiol. Plant. 2018, Vol. 164, 442–451. https://doi.org/10.1111/ppl.12726
7. Eberhart S.A, Rаssell W.A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Sc. 1966. Vol. 6. № 1. P. 36–40.
8. Farshadfar E., Sutka J. Multivariate analysis of drought tolerance in wheat substitution lines. Cereal Res Commun. 2002. Vol. 31. P. 33-40. https://www.jstor.org/stable/23787201
9. Fernandez C.J. Effective selection criteria for assessing plant stress tolerance. Proceeding of the International Symposium on Adaptation of Vegetables and other Food Crops in Temperature and Water Stress. Aug. 13–16.Shanhua, Taiwan, 1992. Р. 257–270.
10. Fisher R.A., Maurer R. Drought resistance in spring wheat cultivars. 1. Grain yield responses. Australian Journal of Agricultural Research. 1978. Vol. 29, № 5. Р. 897–912. doi.org/10.1071/AR9780897
11. Gavuzzi P., Rizza F., Palumbo M. et al. Evaluation of field and laboratory predictors of drought and heat tolerance in winter cereals. Canadian Journals of Plant Science. 1997. Vol. 77, № 4. Р. 523–531.
12. González-Alonso A., Ramírez-Tortosa C., Varela- López A., Roche E., Arribas M. et al. Sunflower Oil but Not Fish Oil Resembles Positive Effects of Virgin Olive
Oil on Aged Pancreas after Life-Long Coenzyme Q Addition. Int. J. Mol. Sci. 2015. Vol. 16. Р. 23425–23445
13. Iqbal N., Ashraf M., Ashraf M.Y. and Azam F. Effect of exogenous application of glycinebetaine on capitulum size and achene number of sunflower under water stress. International Journal of Biology and Biotechnology. 2005. Vol. 2, Issue 3. Р. 765-771.
14. Jafari A., Paknejad F., Jami Al-Ahmadi M. Evaluation of selection indices for drought tolerance of corn (Zeamays L.) hybrids. Inter J Plant Prod. 2009. Vol. 3,
Issue 4. P. 33-38.
15. Khatun M., Hossain T.M., Miah M.M., Khandoker S., Rashid M.A. Profitability of sunflower cultivation in some selected sites of Bangladesh. Bangladesh J. Agric. Res. 2016. Vol. 41. P. 599–623.
16. Konovalova V.M., Tyshchenko A.V., Bazalii H.G., Fundirat K.S., Tyshchenko O.D. et al. Analysis of winter wheat varieties for drought resistance in the conditions of the Steppe of Ukraine (Part 2 – drought years). Аграрні інновації. 2023. № 20. С. 82–92. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.20.13
17. Konovalova V.M., Tyshchenko A.V., Bazalii H.H., Fundirat K.S., Tyshchenko O.D., et al. Analysis of winter wheat varieties for drought resistance in the conditions of the Steppe of Ukraine (part 1 – years with sufficient moisture). Аграрні інновації. 2023. № 19. С. 140–150. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.19.22
18. Kristin A.S., Serna R.R., Perez F.I., Enriquez B.C., Gallegos J.A.A., et al. Improving common bean performance under drought stress. CropSci. 1997. Vol.
37. P. 43-50.
19. Lan J. Comparison of evaluating methods for agronomic drought resistance in crops. Acta Agriculturae Borealioccidentalis Sinica. 1998. Vol. 7. P. 85–87.
20. Lavrynenko Y., Tyshchenko A., Bazalii H., Konovalova V., Zhupyna A., et al. Ecological plasticity and stability of winter wheat varieties in the conditions of Southern Ukraine. Scientific Papers. Series A. Agronomy, Vol. LXVI, No. 2, 2023. P. 294–301. ISSN 2285-5785
21. Lin C.S., Binns M.R. A superiority measure of cultivar performance for cultivar × location data. Can. J. PlantSci. 1988. Vol. 68. P. 193–198. https://doi.org/10.4141/cjps88-018
22. Moosavi S.S., Yazdi-Samadi B., Naghavi M.R., Zali A.A., Dashti H., Pourshahbazi A. Introduction of new indices to identify relative drought tolerance and resistance in wheat genotypes. Desert. 2008. Vol. 12, Issue 2. P. 165-178.
23. Ojha A. & Ojha B.R. Assessment of Morpho-Physiological, Yield and Yield Attributing Traits Related to Post Anthesis Drought in Wheat Genotypes Under
Rainfed Condition in Rampur, Chitwan. Int. J. Appl. Sci. Biotechnol. 2020, Vol. 8, Issue 3, P. 323-335. DOI: 10.3126/ijasbt.v8i3.31609
24. Rauf S. Breeding sunflower (Helianthus annuus L.) for drought tolerance, Commun. Biom. Crop Sci., 2008, Vol. 3, P. 29-44
25. Rosielle A.A., Hamblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments. Crop Science. 1981. Vol. 21, № 6. Р. 943–946. doi:10.2135/cropsci1981.0011183X002100060033x
26. Škorić D. Sunflower breeding for resistance to abiotic stresses. Helia. 2009. Vol.32(50). Р. 1-16.
27. Subira J., Álvaro F., del Moral L.F.G., & Royo C. Breeding effects on the cultivar × environment interaction of durum wheat yield. European Journal of Agronomy, 2015, Vol. 68, 78-88. https://doi.org/10.1016/j.eja.2015.04.009
28. Team B.A. Second assessment of climate change for the Baltic Sea basin. In Regional Climate Studies; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2015, Vol. 6,
pp. 131–144.
29. Tyshchenko A.V., Konovalova V.M., Bazalii H.H., Fundirat K.S., Tyshchenko O.D. et al. Ecological plasticity and stability of winter wheat varieties in the conditions of the Southern Steppe of Ukraine (part 1 – years with sufficient moisture). Аграрні інновації. 2023. № 19. С. 190–200. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.19.29
30. Tyshchenko A.V., Tyshchenko O.D., Konovalova V.M., Fundirat K.S., Piliarska O.O. Methods of determining the drought resistance of plants. Scientific Collection «InterConf+», 33(155): with the Proceedings of the 1st International Scientific and Practical Conference «Modern Knowledge: Research and Discoveries» (May 19-20, 2023; Vancouver, Canada) by the SPC «InterConf». A.T. International, 2023. P. 343-361. h t t p s : / / d o i . o r g / 1 0 . 5 1 5 8 2 / i n t e r c o n f . 1 9 - 2 0 . 0 5 .2023.030
31. Tyshchenko A.V., Tyshchenko O.D., Konovalova V.M., Fundirat K.S., Piliarska O.O. Methods of determining the adaptability and ecological stability of plants.
Scientific Collection «InterConf+», 33(155): with the Proceedings of the 1st International Scientific and Practical Conference «Modern Knowledge: Research and Discoveries» (May 19-20, 2023; Vancouver, Canada) by the SPC «InterConf». A.T. International, 2023. P. 324-342. https://doi.org/10.51582/interconf.19-20.05.2023.029
32. Tyshchenko O., Tyshchenko A., Piliarska O., Kuts H., Lykhovyd P. Evaluation of drought tolerance in alfalfa (Medicago sativa) genotypes in the conditions of
osmotic stress. AgroLife Scientific Journal. 2020. Vol. 9, No. 2, P. 353-358. ISSN 2285-5718
33. Vozhehova R., Tyshchenko A., Tyshchenko O., Dymov O., Piliarska O., Lykhovyd P. Evaluation of breeding indices for drought tolerance in alfalfa (Medicago) genotypes. Scientific Papers. Series A. Agronomy. 2021. Vol. LXIV, No. 2. Р. 435-444.
34. Yuyi Zhou, Rui He, Yuling Guo, Keke Liu, Guanmin Huang et al. A novel ABA functional analogue B2 enhances drought tolerance in wheat. Scientific Reports. 2019. Vol. 9. Р. 2887. https://doi.org/10.1038/s41598-019-39013-8
35. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Димов О.М., Люта Ю.О. Особливості прояву адаптивних ознак у селекційних популяцій люцерни при вирощуванні на насіння. Вісник СумНАУ. Серія «Агрономія і біологія». 2021. Випуск 2(44), С. 3–11. https://doi.org/10.32845/agrobio.2021.2.1
36. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Димов О.М., Пілярська О.О. Оцінювання посухостійкості селекційного матеріалу люцерни за показниками водного режиму в умовах Півдня України. Plant Varieties Studying and protection. 2021, Vol. 17, No 1. С. 21–29. https://doi.org/10.21498/2518-1017.17.1.2021.228204
37. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д.,Пілярська О.О., Гальченко Н.М. Оцінка посухостійкості популяцій люцерни кормового використання
в рік сівби за математичними індексами. Аграрні інновації. 2022. № 13. С. 190–198. DOI https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2022.13.28
38. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Пілярська О.О., Фундират К.С., Коновалова В.М. Насіннєва продуктивність популяцій люцерни другого року життя та особливості прояву у них адаптивних ознак. Аграрні інновації. 2022. № 16. С. 94–103. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2022.16.15
39. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Пілярська О.О., Фундират К.С., Коновалова В.М. Особливості прояву адаптивних ознак у популяцій люцерни за кормового використання. Аграрні інновації. 2022. № 14. С. 135–144. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2022.14.20
40. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Пілярська О.О., Фундират К.С., Коновалова В.М. Визначення посухостійкості популяцій люцерни насіннєвого використання за математичними індексами. Вісник аграрної науки. 2023. № 1 (838). С. 40–48. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202301-05
41. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Пілярська О.О., Фундират К.С., Коновалова В.М. Посухостійкість популяцій люцерни другого року за кормового використання. Аграрні інновації. 2023. № 17. С. 25–36. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.17.4
42. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д.,Пілярська О.О., Фундират К.С., Коновалова В.М. Формування стійкості рослин насіннєвої люцерни в умовах різного екологічного градієнта. Вісник аграрної науки. 2023. № 3 (840). С. 53–62. https://doi.org/10.31073/agrovisnyk202303-08
43. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Пілярська О.О., Фундират К.С., Гальченко Н.М. Оцінка посухостійкості популяцій люцерни за насіннєвого використання в рік сівби. Аграрні інновації.2022. № 15. С. 89–96. DOI https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2022.15.14
44. Вожегова Р.А., Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Фундират К.С., Коновалова В.М. Адаптивні ознаки та їх прояв у популяцій люцерни другого року за кормового використання. Аграрні інновації. 2023. № 18. С. 143–155. https://doi.org/10.32848/agrar.innov.2023.18.20
45. Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Люта Ю.О. Оцінка генотипів люцерни за насіннєвою продуктивністю на посухостійкість. Таврійський науковий вісник.
Херсон: ВД «Гельветика», 2021. № 120. С. 155–168. https://doi.org/10.32851/2226-0099.2021.120.21
46. Тищенко А.В., Тищенко О.Д., Люта Ю.О., Пілярська О.О. Адаптивна здатність – важлива ознака в селекції рослин. Зрошуване землеробство. 2021. № 75, С. 101–109. https://doi.org/10.32848/0135-2369.2021.75.19
Published
2023-12-21
Section
BREEDING, SEED PRODUCTION