Оценка урожайности сортов и гибридов озимых зерновых культур по параметрам экологической адаптивности в северо-восточной части Беларуси

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка урожайности сортов и гибридов озимых зерновых культур по параметрам экологической адаптивности в северо-восточной части Беларуси

Д.В. Караульный,

А.С. Мастеров

Аннотации

В условиях северо-восточной части Беларуси изучены сорта и гибриды озимых зерновых культур, проведена их оценка на экологическую адаптивность по параметрам пластичности и стабильности. В результате проведенных исследований выявлены наиболее ценные экологически пластичные сорта и гибриды озимой ржи, пшеницы и тритикале с целью прогноза их поведения в производственных условиях.

In the conditions of the north-eastern part of Belarus, we have studied varieties and hybrids of winter grain crops, estimated their ecological adaptability according to the parameters of plasticity and stability. Conducted research resulted in establishing the most ecologically valuable and plastic varieties and hybrids of winter rye, wheat and triticale. We have forecast their behavior in production conditions. зерновой тритикале озимый гибрид

Введение

Принцип зонального размещения сортов озимых зерновых культур должен стать наиболее рациональным условием сокращения затрат на их возделывание, увеличения потенциальной урожайности и повышения качества продукции. Результаты Государственного сортоиспытания показывают обоснованность принимаемых решений по включению новых сортов и гибридов озимых зерновых культур в реестр, однако агроэкологические особенности наиболее проблематичной северо-восточной части Беларуси требуют дополнить характеристику сортов их оценкой на экологическую адаптивность с целью прогноза поведения сортов в производственных условиях.

Анализ источников

Многосортие и своевременная сортосмена - основные тенденции сортовой политики в мировом земледелии. Быстрая сортосмена в рамках испытанных наборов сортов является главным фактором устойчивости растительных фитоценозов к патогенам и вредителям, что является устоявшимся принципом европейского и мирового земледелия [2, 4, 5].

Сортоиспытание преследует одну цель: выявление лучших сортов по урожайности, обладающих комплексом биологических и хозяйственно ценных признаков и свойств. Реализацию адаптивного размещения и возделывания нового сорта можно существенно ускорить, если одновременно с анализом трехлетней урожайности сортов проводить оценку, определяющую адаптивные особенности сортов данной культуры по отношению к нерегулируемым факторам среды. Для этих целей используют возможность математического моделирования по методу S. A. Eberhart и W. A. Russell [9].

Пластичность (Вi) - адаптивная реакция генотипов на изменение условий внешней среды, приводящая к соответствующему изменению продуктивности или других признаков организма. Сорта, коэффициент пластичности у которых значительно ниже единицы (Вi<1), относятся к нейтральному типу (широкоадаптивные), как правило, они стабильны по урожайности. При неблагоприятных условиях у них меньше снижаются показатели продуктивности в сравнении с сортами экологически пластичными.

Сорта, коэффициент пластичности у которых выше единицы (Вi>1), относятся к экологически пластичному (узкоадаптивному) типу. Они обладают пластичностью и специфической адаптацией, т. е. при оптимальных условиях дают высокие урожаи. Однако в неблагоприятные по погодным условиям годы у них резко снижается урожайность.

При коэффициенте пластичности, равном или близком к единице (Вi=1) (высокая экологическая пластичность), изменение показателей у сорта соответствует изменению условий среды.

Стабильность (SІ) - адаптивная реакция генотипа, приводящая к соответствию изменений состояния признаков и свойств организма изменениям условий внешней среды, характеризующая степень его устойчивости. Индекс условий среды (Ij) характеризует изменчивость условий выращивания [1, 4].

Проблема соотношения потенциальной продуктивности и экологической устойчивости сортов приобретает все большее теоретическое и практическое значение [2, 5, 6, 10].

Методы исследования

Исследования проводились в ГСХУ "Горецкая сортоиспытательная станция" Горецкого района Могилевской области в 2008_2011 гг. Почва опытного поля дерново-подзолистая, развивающаяся на легком лессовидном суглинке, подстилаемом с глубины около 1 м моренным суглинком. Пахотный горизонт опытного участка имел недостаточное содержание гумуса (1,85-1,95), повышенное и высокое содержание подвижного фосфора (190_280 мг/кг) и подвижного калия (214-359 мг/кг) по методу Кирсанова, близкую к нейтральной реакцию (рНKСl 6,3-6,7) почвенной среды.

Объектами исследований были сорта диплоидной озимой ржи Зарница, Павлинка, Дива, Укосная и гибриды ЛоБел-103, Амато, Плиса, тетраплоидной озимой ржи Верасень, Пралеска, Зазерская-2, Зазерская-3, Веснянка; озимой пшеницы Капылянка, Навiна, Ода, Рапсодия, Сiмвал, Элегiя, Эсперия, Люциус, Еврофит, Маркиза, Паток, Капэла, Сакрэт, Ядвiся, Авангардная, Кредо; озимой тритикале Михась, Пантер, Руно, Утро, Пигмей, Борво, Парус. Опыты размещались на участках полей восьмипольного севооборота. Учетная площадь делянки - 25 мІ, общая - 30 мІ. Сорта и гибриды размещались системно в два яруса, повторность четырехкратная. Урожайность зерна учитывалась методом сплошного обмолота делянки зерноуборочным комбайном САМПО-130. Урожайные данные пересчитаны на 14-процентную влажность и 100-процентную чистоту. Исследования проводились по общепринятым методикам закладки и проведения опытов [3, 7].

Посев проводился сеялкой WINTERSHTAIGER (Австрия), норма высева семян озимой ржи составила 4,5, гибридов - 3,5, пшеницы - 5,0, тритикале - 4,5 млн. всхожих зерен на 1 га. Предшественник - овсяно-гороховая смесь на зеленую массу. Агротехника возделывания общепринятая для Беларуси [8].

Основная часть

По результатам исследований в период 2008-2010 гг. нами был проведен расчет параметров экологической адаптивности для 12 испытываемых сортов и гибридов озимой ржи, 16 - пшеницы и 7 - тритикале. Урожайность этих культур колебалась в зависимости от условий года. Индекс условий среды (Ij) рассчитывался по блоку из трех лет, т. к. сортоиспытание проводится и выводы делаются за три года. Один и тот же год исследований может иметь разные показатели индекса условий среды в зависимости от значимости фактора, влияющего на урожайность посевов изучаемых сортов в данный трехлетний период. Чем больше значение Ij (положительное или отрицательное), тем более значительно условия среды влияют на урожайность посевов.

Данные наших исследований показывают, что на протяжении четырех лет диплоидные сорта и гибриды озимой ржи (за исключением сорта Укосная - зеленоукосного направления) превосходили сорта тетраплоидной ржи по урожайности зерна (табл. 1, 2).

Таблица 1. Оценка экологической адаптивности сортов и гибридов озимой ржи диплоидной и тетраплоидной (2008-2010 гг.)

Таблица 2. Оценка экологической адаптивности сортов и гибридов озимой ржи диплоидной и тетраплоидной (2009-2011 гг.)

Метеорологические условия в годы проведения исследований существенно различались между собой, что определяло уровень варьирования урожайности. Лучшие условия для развития растений и высокой урожайности сортов озимой ржи были в 2008 г. Этот год характеризуется высокими положительными значениями показателя индекса условий среды диплоидной и тетраплоидной ржи (Ij=10,6 и 18,9) и высокой их средней урожайностью - 91,4 и 82,7 ц/га соответственно.

В 2009 г. в зимний период вероятных причин для гибели растений не было, с возобновлением вегетации у всех сортов отмечена высокая зимостойкость при минимальной гибели растений. Негативным фактором явилось полегание посевов по причине сильного ливня с порывистым ветром. Менее устойчивыми к полеганию оказались тетраплоидные сорта, соответственно индекс условий среды 2009 г. принимал отрицательные значения, от -2,9 до -3,9 в блоке за 2008-2010 гг. (табл. 1) и от 7,4 до 10,8 в блоке за 2009-2011 гг. (табл. 2).

В 2010 г. особо неблагоприятным условием явилось долгое весеннее таяние снега. При возобновившихся положительных температурах у растений под снегом начались процессы дыхания, что привело к углеводному голоданию и в дальнейшем к частичной или полной их гибели. Более чувствительными к этим условиям были гибриды (F1) ЛоБел-103 и Плиса, что привело к значительному снижению их урожайности. Сорта диплоидной ржи меньше реагировали на сложившиеся условия. Все тетраплоидные сорта значительно снизили урожайность в 2010 г., более чем на 10 ц/га в сравнении с 2009 г. и более чем на 30 ц/га в сравнении с идеальным по своим агроклиматическим условиям 2008 г.

В зимний период 2011 г. на поверхности почвы образовалась притертая ледяная корка толщиной 6-7 см по причине оттепелей, проходивших в I декаде февраля. С возобновлением вегетации установлено, что гибель растений по сортам диплоидной ржи составила 20-50 %. Урожайность зерна у всех сортов и гибридов озимой ржи получена самая низкая к уровню прошлых лет, в среднем 45,8 ц/га у диплоидной ржи и 41,9 ц/га у тетраплоидной. Также неблагоприятным условием 2011 г. были ежедневные дожди с 15.06 до 12.07.2011 г. Соответственно индекс условий среды в 2011 г. принимал отрицательное значение: -14,8 для диплоидной и -8,7 для тетраплоидной озимой ржи. Подобные закономерности влияния климатических условий на формирование урожайности отмечены также на посевах озимых пшеницы и тритикале, математическим выражением которых стали индексы условий среды.

Нами были изучены параметры и проведено сравнение показателей экологической адаптивности диплоидных сортов и гибридов озимой ржи (табл. 1, 2). У контрольного сорта Зарница коэффициент пластичности (Вi) по двум блокам лет составил 0,64-1,05, что характеризует его как нейтральный тип с широкой нормой реакции и ценный экологически пластичный сорт с высокими показателями стабильности (SІ=5,9-15,6) и урожайностью 74,1-62,2 ц/га.

В условиях 2008-2010 гг. контрольный гибрид ЛоБел-103 можно отнести также к нейтральному типу с коэффициентом пластичности меньше единицы (Вi=0,76). Его средняя урожайность составила 84,2 ц/га при стабильности SІ=23,4. Однако при неблагоприятных климатических условиях в блоке за 2009-2011 гг. урожайность его снизилась, а значение коэффициента пластичности оказалось выше единицы (Вi=1,29), что относит его к гибридам с узкой нормой реакции. При оптимальных условиях он дает высокие урожаи, но в неблагоприятные по погодным условиям годы склонен к резкому снижению этого показателя, соответственно снижается и его стабильность (SІ=54,8).

Гибрид Амато достаточно стабильный (SІ=19,6), коэффициент пластичности выше единицы (Вi=1,58), с самой высокой средней урожайностью (93,1 ц/га) и рекордно высокой урожайностью 111,0 ц/га в 2008 г., что относит его к экологически пластичному типу.

Самым нестабильным сортом тетраплоидной ржи был сорт Верасень (SІ=52,5). У остальных сортов тетраплоидной озимой ржи изменение урожайности соответствовало изменениям условий вегетации, коэффициенты пластичности у них близкие к единице при практически одинаковой урожайности, что затрудняет выбор лучшего сорта, т. е. явного лидера нет, все они одинаково приспособлены к агроэкологическим условиям северо-восточной части Беларуси.

Среди изучаемых сортов озимой пшеницы за период 2008-2010 гг. наибольшей реакцией на условия года отличались сорта Рапсодия (Вi=1,81), Эсперия (Вi=1,11), Авангардная (Вi=1,22). Они относятся к узкоадаптивным с урожайностью ниже контроля, а самым нестабильным был сорт Рапсодия (SІ=148,5). Сорт Кредо также является узкоадаптивным (Вi=1,18) с одним из самых высоких (82,2 ц/га) и стабильных (SІ=0,1) показателей урожайности (табл. 3).

Таблица 3. Оценка экологической адаптивности сортов озимой пшеницы (2008-2010 гг.)

За период 2009-2011 гг. наибольшей реакцией на условия года отличались сорта Люциус (Вi=1,88), Еврофит (Вi=1,64) и самый нестабильный по урожайности Паток (Вi=2,56 и SІ=108,8). Все они отзывались на улучшение условий роста, но при неблагоприятных условиях сорта заметно снижали урожайность и не превышали контроль. Сорт Маркиза относится к узкоадаптивному типу (Вi=1,20), средняя урожайность его составила 75,9 ц/га (+6,9 ц/га к контролю) при невысокой стабильности (SІ=23,1) (табл. 4).

Таблица 4. Оценка экологической адаптивности сортов озимой пшеницы (2009-2011 гг.)

Контрольный сорт Капылянка является сортом двойного направления, от экологически пластичного с коэффициентом, близким к единице, до узкоадаптивного с коэффициентом, значительно выше единицы. Так, у этого сорта значение коэффициента пластичности оказалось близким к единице (Вi=1,01) при средней урожайности 79,9 ц/га, что является ценным свойством сорта. Однако при неблагоприятных климатических условиях 2011 г. (Ij=-9,9) у этого сорта урожайность резко снизилась до 55,4 ц/га при средней стабильности (SІ=34,2).

К экологически пластичным и ценным относятся сорта Ода (Вi=1,02) и Элегiя (Вi=0,93): они положительно отзываются на улучшение условий возделывания, являются самыми высокоурожайными из исследуемых сортов при среднем уровне стабильности SІ=53,7 и 57,5 соответственно по годам исследования.

Коэффициенты экологической пластичности и стабильности у сортов Навiна (Вi=0,84, SІ=54,3), Сiмвал (Вi=0,28, SІ=3,4) в блоке за 2008-2010 гг. (табл. 3) и сорт Авангардная (Вi=0,17, SІ=0,2) в блоке за 2009-2011 гг. (табл. 4) проявляли меньшую реакцию на улучшение метеорологических условий года, показывали урожайность ниже контрольных сортов или на их уровне, что не обеспечило достоверной прибавки по этому показателю. У сортов Капэла (Вi=0,22, SІ=0,7) и Сакрэт (Вi=0,22, SІ=0,8) одинаковые коэффициенты пластичности при высокой стабильности и средней урожайности 78,0 ц/га и 81,5 ц/га соответственно, что относит данные сорта к экологически нейтральному типу.

Сорт Ядвiся включен в Государственный реестр с 2009 г., является контрольным сортом среднепоздней группы, характеризуется как широкоадаптивный (Вi=0,61-0,19), самый высокостабильный из исследуемых сортов (SІ=2,6-0,2) с урожайностью 81,8-78,9 ц/га.

Расчет параметров экологической адаптивности сортов озимой тритикале показал, что более высокому значению индекса условий среды (Ij) соответствовал 2008 г. с наибольшим положительным значением 7,7 при самой высокой урожайности в году 90,2 ц/га. В 2009 г. индекс условий среды принимал значение от -2,3, до 4,4. В 2010 г. его значение составило от -5,4 до 3,9. В 2011 г. индекс условий среды принимал наибольшее отрицательное значение -9,3 соответственно при самой низкой урожайности в году 67,4 ц/га (табл. 5, 6).

Таблица 5. Оценка экологической адаптивности сортов озимой тритикале (2008-2010 гг.)

Таблица 6. Оценка экологической адаптивности сортов озимой тритикале (2009-2011 гг.)

Близким к единице коэффициентом пластичности характеризуется сорт Пантер (Вi=1,12), у сорта Руно коэффициент пластичности ниже единицы (Вi=0,53), что указывает на нейтральный тип пластичности, однако оба сорта уступают в урожайности контролю Михась.

У сортов озимой тритикале Утро и Парус наблюдается полное соответствие изменения урожайности к условиям возделывания (урожайность 88,1 и 83,8 ц/га). Однако у данных сортов было выявлено несоответствие признаков отличимости, однородности и стабильности согласно методике по международной классификации UPOV, что не позволяет включить их в Государственный реестр сортов. В период 2008-2010 гг. контрольный сорт Михась был отзывчив на улучшение условий произрастания, обладал коэффициентом пластичности выше единицы (Вi=1,26,SІ=0,12), не имел значительных колебаний урожайности по годам, что характеризует его как экологически стабильный сорт.

В период 2009-2011 гг. у сорта Михась коэффициент пластичности был ниже единицы (Вi=0,79), что характеризует его как сорт нейтрального типа, который резко не снижает урожайности при менее благоприятных условиях.

Заключение

1. К экологически пластичным со стабильной высокой урожайностью относятся диплоидный контрольный сорт озимой ржи Зарница, тетраплоидные сорта Пралеска и Зазерская-3. К узкоадаптивному типу со стабильной и высокой урожайностью относится гибрид Амато.

2. Наиболее ценными сортами озимой пшеницы для производства в северо-восточной зоне Беларуси являются экологически пластичные и высокоурожайные сорта Ода и Элегiя. К широкоадаптивным сортам нейтрального типа также относятся сорта Ядвiся, Капэла и Сакрэт, которые дают наиболее высокие и стабильные урожаи. К узкоадаптивному типу относятся высокостабильные и урожайные сорта Кредо и Маркиза.

3. За период 2008-2011 гг. в Государственный реестр по Могилевской области не было включено ни одного сорта озимой тритикале. На основе проведенного анализа можно сделать вывод, что сорт Михась проявлял высокую экологическую адаптивность по показателям пластичности и стабильности, обладал высоким потенциалом урожайности как в благоприятных, так и в неблагоприятных условиях вегетации, тем самым подтверждая свою значимость производства в условиях северо-восточной части Беларуси.

Литература

1. Бурдун, А.М. Методика интегральной оценки экологической адаптивности селекционного материала на ранних этапах его создания / А.М. Бурдун, Л.М. Лопатина // Краснодарский НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. - Краснодар, 1989. - 32 с.

2. Гриб, С.И. Адаптивная интенсификация - стратегический путь развития земледелия и растениеводства в ХХI веке / С.И. Гриб // Актуальные проблемы адаптивной интенсификации земледелия: материалы науч.-практ. конф. - Минск: Хата, 2000. - С. 12-18.

3. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта: (С основами статистической обработки результатов исследований) / Б.А. Доспехов. - Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1979, - 416 с.

4. Жученко, А.А. Адаптивный потенциал культурных растений / А.А. Жученко. - Кишинев: Штиинца, 1989. - 766 с.

5. Коптик, И.К. Экологическая пластичность сортов озимой пшеницы с зональностью распространения в условиях Беларуси / И.К. Коптик, А.Ф. Тромпель., Н.И. Коптик // Весцi Акад. аграр. навук Рэсп. Беларусь. - 1996. - № 1. - С. 32-36.

6. Кукреш, Л.В. Потенциал растениеводства в Беларуси и его реализация / Л.В. Кукреш // Весцi нацыянальнай акадэмii навук. Серыя аграрных навук. - 2008. - № 3. - С. 34 - 39.

7. Дудук, А.А. Научные исследования в агрономии: учеб. пособие / А.А. Дудук, П.И. Мозоль. - Гродно: ГГАУ, 2009. - 336 с.

8. Организационно-технологические нормативы возделывания сельскохозяйственных культур: сборник отраслевых регламентов / Ин. аграр. экономики НАН Беларуси; рук. разраб. В.Г. Гусаков [и др.]. - Минск: Бел. наука, 2005. - 460 с.

9. Пакудин, В.З. Оценка экологической пластичности сортов / В.З. Пакудин // Генетический анализ количественных и качественных признаков с помощю математико-статистических методов. - М.: ВНИИТЭИСХ, 1973. - С. 40-44.

10. Сурин, Н.А. Использование критериев адаптивности при оценке новых сортов зерновых культур в системе государственного сортоиспытания / Н.А. Сурин, О.Г. Михарева // Проблемы опустынивания и защита биологического разнообразия природно-хозяйственных комплексов аридных регионов России: сб. междунар. науч.-практ. конф. - М.: Совр. тетради, 2003. - С. 127-132.

Размещено на Allbest.ru