СЕЛЬСКОЕ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 631.527.14

УРОЖАЙНОСТЬ И ПАРАМЕТРЫ АДАПТИВНОСТИ СОРТОВ НИЗКОПЕНТОЗАНОВОЙ ОЗИМОЙ РЖИ СЕЛЕКЦИИ ВИР В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО РЕГИОНА

THE PRODUCTIVITY AND PARAMETERS OF ADAPTABILITY LOW PENTAZANS VARIETIES OF WINTER RYE OF VIR BREEDING UNDER CONDITATION OF THE NORTH-WEST REGION

Аниськов Н.И., доктор c.-x. Aniskov N.I., doctor of agricultural

наук. sciences.

Кобылянский В.Д., доктор Kobylyansky V.D., doctor of

биол. наук. biological sciences.

Сафонова И.В., канд. c.-x. наук. Safonova I.V., candidate of

ФГБНУ «Всероссийский научно- agricultural sciences, исследовательский институт N.I. Vavilov All-Russian Research

растениеводства им. Н.И. Вавилова, Russia, St. Petersburg, (тел., e-mail): 8-

Россия, Санкт-Петербург 921-590-50-63; Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

DOI: 10Л2737/16401

Аннотация: Представлены результаты изучения продуктивности, и адаптивности у сортов озимой ржи созданных в В И Ре, обладающих ценными пищевыми и кормовыми качествами. Рассматриваются вопросы совершенствования оценки экологической пластичности, стабильности и гомеостатичности. Обсуждается характеристика низкопентозановых сортов ржи по урожайности, пластичности, стабильности и гомеостатичности. По итогам оценки рекомендованы сорта для использования в Северо-Западном регионе РФ.

Summary: Presents the results of studying productivity, and stability in varieties of winter rye established in VIR with valuable food and fodder qualities.

Discusses the issues of improving the estimation of ecological plasticity, stability and homeostaticity. Discusses the characteristics nizkorentabelnyh varieties of rye on the productivity, plasticity, stability and homeostaticity. The evaluation recommended varieties for use in the Northwest region of the Russian Federation.

Ключевые слова: Озимая рожь, сорт, низкопентозановый, урожайность, стабильность, гомеостатичность, пластичность, факторы среды, коэффициент вариации, адаптивность, экологические условия, потенциал.

Keywords: Winter rye, variety, yield, stability, homeostaticity, plasticity, environmental factors, coefficient of variation, adaptability, environmental conditions, yield potential.

Озимая рожь является важнейшей культурой в мировом растениеводстве. В связи с этим повышение стабильности ее урожая имеет важнейшее значение для продовольственной безопасности любого государства, в том числе и России [5,6]. В Вире ведется интенсивная работа по созданию сортов озимой ржи формирующий высокий и стабильный урожай, высококачественное низкопентозановое зерно в широком диапазоне погодных условий. Исходя из этого на первый план выдвигается изучение адаптивного потенциала сортов, к которому относиться - стабильность, гомеостатичность и пластичность.

Стабильность - способность сорта сохранять относительное постоянство признаков при изменении условий среды [7]. Гомеостатичность - способность растений хорошо отзываться на улучшение условий выращивания и слабо или совсем не реагировать на их ухудшение [8]. Пластичность - это реакция сорта на различные условия среды [4]. Понятие «пластичность», «стабильность» и «гомеостатичность» характеризуют потенциал модификационной и генотипической изменчивости отдельных сортовых признаков. Пластичность, т.е. способность к изменчивости признаков, а также стабильность и гомеостатичность их под действием экологических факторов считается неотъемлемым и необходимым свойством адаптивности [1].

На практике для выявления этих свойств большое значение имеют опыты экологического испытания. Которые представляют опыты, рассредоточенные во времени (в одном пункте в течение ряда лет) или в пространстве (в нескольких пунктах за один год). Кроме того, для определения реакции сортов можно использовать данное испытание в нескольких пунктах за ряд лет. В процессе оценки можно использовать не только экологические, но и факториальные опыты (фоны удобрений, нормы высева, сроки посева и т.д.). Акцент на изучение этих показателей сделан не случайно. У нас в стране и за рубежом созданы новые сорта, превосходящие старые по максимальной урожайности в 1,5-2 раза. Однако возделывание в производстве этих сортов не всегда дает ожидаемый эффект. Подобное положение в определенной мере обусловлено недооценкой признака адаптивности сортов [2,9].

В связи с этим целью данной работы являлась оценка продуктивности и адаптивного потенциала низкопентозановых сортов ржи селекции ВИР по статистическим параметрам, рассчитанным по признаку урожайности зерна.

Материалы и методы

Экспериментальная часть работы проводилась в течение 2011-2015г.г. На опытных полях Пушкинских лабораторий ВИР (в условиях Северо-Западного региона). Было изучено 11 сортов низкопентозановой озимой ржи. Сорта созданы в ВИРе доктором биологических наук, профессором Кобылянским В.Д. и рекомендованы им для возделывания в различных регионах РФ. Сроки посева - 2 сентября 2011 года, 11 сентября 2012 года, 28 августа 2013 года, 4 сентября 2014 года соответственно. Агротехника проведения опыта общепринятая для Северо-Западного региона. Площадь делянки 6 м², повторность трехкратная. Норма высева 350 зерен/ м² или 3,5 млн. всхожих зерен на гектар. Посев проведен селекционной сеялкой ССФК-7. В течение вегетационного периода проводились фенологические наблюдения. Отмечались даты посева, всходов, кущения, колошения, цветения, восковая спелость. Уборка проводилась в фазу полной спелости селекционно-семеноводческим комбайном Sampo-130. После уборки выполнялся структурный анализ по следующим показателям: высота растения, число растений на 1 м², число колосьев на 1 м², продуктивная кустистость, число зерен в колосе, масса зерна с колоса, масса 1000 зерен, натура зерна, содержание белка. Стандартом служил районированный высокопентозановый сорт озимой ржи Ильмень.

Изучение проведено согласно:

Методическим указаниям по изучению мировой коллекции ржи [5]. Международного классификатора СЭВ, рода S. cereale L., [6].

Математическую обработку с целью выявления существенных различий проводили методом дисперсионного анализа. Кроме того, был использован вариационный анализ [3]. Расчет параметров стабильности, пластичности и гомеостатичности проводили по Баранскому Д.И., 1926 [2], по Хангильдину В.В., 1977 [8], по Wricke С. 1962 [8], по Неттевичу Э.Д., 1985 [7], по Соболеву Н. А., 1980.

Результаты исследований.

Урожайность - это основной показатель хозяйственной ценности сорта, и поэтому улучшение ее параметров является приоритетным направлением большинства исследований. В нашем опыте наблюдались значительные и статистически достоверные различия средней по генотипам урожайности в зависимости от года испытания. Максимальная средняя урожайность в опыте получена в 2015 году 6,6 т/га.

Таблица 1

Урожайность зерна сортов низкопентозановой озимой ржи, селекции ВИР, (2011-2015 г. г, Ленинградская обл., Пушкин).

в т/га

Она варьировала от 5,0 т/га у Донской универсальной до 7,1 т/га у Этеч (табл.1). Минимальная урожайность сформирована в засушливом 2013 году -3,3 т/га. Она менялась от 2,2 т/га у Рушника до 5,4 т/га у Новой Эры. В среднем за годы проведения опыта (2011-2015 г.г.) наиболее продуктивными оказались сорта ржи: Новая Эра - 6,0 т/га, Царскосельская, Джин - 5,6 т/га. Минимальная урожайность отмечена у сорта Вавиловская универсальная - 4,7 т/га. Урожайность всех изученных сортов представлена в таблице 1. Методы количественного анализа пластичности, стабильности и гомеостатичности разнообразны [1]. В данной работе использовано лишь 6 из них.

В качестве меры определения относительной стабильности сортов, как известно, может использоваться коэффициент вариации V- стандартное отклонение, выраженное в процентах к средней арифметической данной совокупности.

где S - стандартное отклонение, х - среднее арифметическое.

В статистике принято считать, что если коэффициент вариации не превышает 10% - изменчивость не значительная, средняя - если V выше 10%, но менее 20% и значительная, если коэффициент вариации более 20% [3]. Наименьшая величина коэффициента вариации данного признака характерна для таких сортов, как Царскосельская, Донская универсальная, Фаленская универсальная. Урожайность зерна наиболее сильно колеблется у сорта Рушник 2 (табл. 2,3).

Одним из первых методов оценки пластичности сортов был предложен Д.И.Баранским в 1926 году. Изучая урожай одних и тех же сортов, он заметил различное отношения сортов к окружающей среде: одни резко отзываются на всякие изменения последней, другие держат себя более независимо от условий, и поэтому урожай первых варьировал сильнее, чем вторых [2].

Экологическую пластичность он предложил выразить по формуле:

где, О - коэффициент экологической пластичности М- средний урожай сорта, о - среднее квадратическое отклонение В нашем случае наиболее пластичными по его оценке оказались сорта ржи Царскосельская, Донская универсальная, Фаленская универсальная. Сорта Рушник 2, Джин, Ника 3 можно отнести к менее пластичным сортам (табл.

2,3).

Таблица 2

Параметры пластичности, стабильности, гоместатичности сортов низкопентозановой озимой ржи селекции ВИР

(2011-2015 г. г, Ленинградская обл., Пушкин).

Следующий шаг в оценке экологической пластичности отражен в работах С. Wricke (1962). Он предложил сумму квадратов взаимодействия делить на части (эковаленты), которые отдельные генотипы вносят в этот компонент анализа. Автором доказано, что чем меньше доля, вносимая каким-либо сортом в общее взаимодействие генотип - среда, тем он пластичнее в испытываемых условиях произрастания. Доля каждого генотипа в общем взаимодействии Р - сортов и g - число сред вычисляется по следующей формуле:

Анализ адаптивных свойств изучаемых сортов, этим методом показал, что к генотипам с широкой экологической пластичностью относятся сорта ржи: Донская универсальная, Этеч, Енисейка 2. К числу генотипов, наиболее устойчивых к лимитированным средам относятся сорта: Вавиловская универсальная, Фаленская универсальная, Новая Эра (табл.2,3).

Таблица 3

Ранжирование значения показателей пластичности, стабильности и гомеостатичности сортов низкопентозановой озимой ржи селекции ВИР

(2011-2015 г. г, Ленинградская обл., Пушкин).

В. В. Ханги ль дин (1977) предложил для расчета гомеостатичности использовать показатель (Нот).

X— средняя арифметическая величина урожая сорта; cv - коэффициент вариации зерна.

С меньшей вариабельностью урожайности в изменяющихся условиях среды он связывал проявление высокой гомеостатичности [1,8]. В нашем случае максимальная гомеостатичность зафиксирована у сортов ржи: Царскосельская, Донская универсальная, Новая Эра, Фаленская универсальная (табл. 2,3).

При оценке стабильности сорта, его хозяйственную ценность в отношении урожайности более полно может характеризовать комплексный показатель, учитывающий одновременно уровень и стабильность урожайности сорта. Его можно рассчитать, располагая данными средней урожайности сорта за годы испытания, коэффициентом вариации и относительной урожайностью выраженной в процентах у стандарту. Показатель уровня стабильности сорта условно обозначенный Пусс, получают умножением средней урожайности сорта xi на индекс стабильности L.

L- рассчитывается путем деления средней урожайности сорта (т/га) на коэффициент вариации урожайности. Пусс выражается в % к стандарту [1,7].

Показатель Пусс является комплексным, поскольку позволяет одновременно учитывать уровень и стабильность урожайности. В анализируемом нами опыте показатель уровня стабильности урожайности колебался от 74,5% у сорта ржи Рушник 2, до 183% у сорта Царскосельская.

Достоверно по уровню стабильности и урожайности превысили стандартный сорт Ильмень сорта: Донская универсальная, Царскосельская, Новая Эра, Фаленская универсальная. Уступили стандарту сорта ржи: Рушник 2, Ника 3, Вавиловская универсальная (табл. 2,3).

H. А. Соболев (1980) предложил оценивать экологическую стабильность по показателю относительной стабильности признака St².

где, X - средний урожай сорта; S²- общая дисперсия урожаев данного сорта. Значение изменяется от 0 до 1. Показатель относительной стабильности (St²) располагает изучаемые сорта в следующем порядке (по убыванию): Царскосельская, Донская универсальная, Фаленская универсальная, Новая Эра и т.д. (табл. 2,3).

Заключение

I. Рассмотрен ряд методов, позволяющий оценить адаптивность урожайности сортов. Они имеют определенные достоинства и недостатки. Поэтому актуальным является изучение этих методов, с целью оценки их перспективности, а так же поиск новых методов позволяющих дать оценку стабильности, гомеостатичности и пластичности сортов более точно, и возможно в более краткий срок.

• 2. На основе экспериментального материала из 6 использованных методов адаптивности следует обратить особое внимание на показатель гомеостатичности и показатель уровня стабильности сортов.
• 3. Для объективной и полной характеристики сортов при экологическом сортоиспытании необходимо использовать сочетание различных показателей. Адаптивность сорта следует рассматривать с позиции пластичности, стабильности и гомеостатичности.
• 4. Наиболее адаптивными сортами для возделывания низкопентозановой озимой ржи на зерно в Северо-Западном регионе России являются сорта: Царскосельская, Донская универсальная, Фаленская универсальная. Способные давать относительно высокую и при этом стабильную урожайность не только в благоприятных, но и контрастных условиях.

Список литературы

• 1. Аниськов Н.И. Яровой ячмень в Западной Сибири (селекция, семеноводство, сорта): монография / Н.И. Аниськов, П.В. Поползухин. - Омск: ООО «Вариант-Омск», 2010. - 388 с.
• 2. Баранский Д.И. Экологическая пластичность и ее роль в процессе перерождения сортосмеси / Д.И. Баранский // Bigrum Селекц. Biggiry Одесько1 сшькогоси дocвigoroi станцн. - 1926. - Вып.П. С. 81-91.
• 3. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта: (с основами статистической обработки результатов исследований). - / Б.А. Доспехов. 6 издание дополненое и переработанное. - М., Агропромиздат, 1985. - С.351.
• 4. Лещенко А.К. Пластичность сортов сои по урожайности семян / А.К. Лещенко, В.Г. Михайлов// Вопросы селекции и семеноводства, физиологические исследования; Сб. научных трудов Укр. НИИ растениеводства, селекции и генетики. - Киев, 1975.- Вып. 29, С. 55-60.
• 5. Кобылянский В.Д., Сафонова И.В., Солодухина О.В., Аниськов Н.И. Изучение и сохранение мировой коллекции ржи // Методические указания //Санкт-Петербург: ВИР, 2015-С.44
• 6. Кобылянский В., Корнейчук В., Стажицки С., Кульпа В., Великовский В., Бареш И., Одегнал В. Международный классификатор СЭВ, рода Secale L. Л.:ВИР, 1984. - 40 с.
• 7. Неттевич Э.Д. Повышение эффективности отбора яровой пшеницы на стабильность, урожайность и качество зерна / Э.Д. Неттевич, А.И. Моргунов, М.И. Максименко // Вестник с.-х. науки. - 1985 . - № 1- С.66-73.
• 8. Хангильдин В.В. Проявление гомеостаза у гибридов гороха посевного/ В.В. Хангильдин, Р.Р. Асфондиярова // Биологические науки. - 1977.- №1. С. 116-121.

УДК 630.2