Анализ изменчивости хозяйственно ценных признаков у сортов и гибридов подсолнечника на сортоиспытательных участках Ростовской области

Усатов А.В.; Устенко А.А.; Трехсвояков С.Н.; Денисенко Ю.В.; Usatov A.V.; Ustenko A.A.; Trechcvoykov Cn.; Denisenko J.V.

Научные статьи \ Математика. Естественные науки \ Биологические науки в целом \ Общая экология. Биоценология. Гидробиология. Биогеография

Анализ изменчивости хозяйственно ценных признаков у сортов и гибридов подсолнечника на сортоиспытательных участках Ростовской области

Автор: Усатов А.В., Устенко А.А., Трехсвояков С.Н., Денисенко Ю.В.

Журнал: Масличные культуры. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур @vniimk

Статья в выпуске: 1 (146-147), 2011 года.

Бесплатный доступ

С помощью двухфакторного дисперсионного анализа и непараметрического рангового критерия Фридмана определяли вклад внешних (почвенно-климатических) и внутренних (генотип сорта или гибрида) факторов в изменчивость продолжительности вегетационного периода, высоты растений, массы 1000 семянок и урожайности подсолнечника. Показано, что подавляющий вклад в изменчивость исследованных признаков сортов и гибридов, проходящих конкурсное испытание на семи сортоиспытательных участках Ростовской области, вносят не генотипы, а внешняя среда, т.е. почвенно- климатические условия района культивирования.

Подсолнечник (helianthus), генотип, государственный сортоиспытательный участок (гсу), хозяйственно ценные признаки растений, дисперсионный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/142150982

IDR: 142150982 | УДК: 574.38:633.85

The analysis of economic-valuable features of sunflower sorts and hybrids sort selection filds of Rostov region

The contribution of external (soil-climatic) and internal (a grade or hybrid genotype) factors in variability sunflower phenotype (the duration of the vegetative period, height of plants, weight 1000 seeds and productivity of plant) was defined by means of the statistical analysis. It is shown that soil-environmental conditions of cultivation area have most contribution to valiability of the investigated features of sorts or the hybrids

Текст научной статьи Анализ изменчивости хозяйственно ценных признаков у сортов и гибридов подсолнечника на сортоиспытательных участках Ростовской области

Введение. Создание гибрида или сорта включает как получение и отбор перспективных комбинаций ядра и цитоплазмона, так и поиск экологической ниши, в которой новые генотипы могут наиболее полно реализовать высокую продуктивность, физиологическую стабильность и качество урожая, как основной вектор селекции растений. Селекционеры отбирают не генотипы, как таковые, поскольку отбор, в том числе и искусственный, непосредственно направлен на фенотипы, а изучают их нормы реакции в зависимости от абиотических и биотических факторов внешней среды. Не вызывает сомнений, что гибрид или сорт как основа технологии возделывания любой культуры является результатом сложного взаимодействия генотип-среда, поскольку может реализовать свой продукционный потенциал и технологические свойства только в конкретных условиях среды [1]. В связи с этим целью работы является исследование вклада в изменчивость показателей хозяйственно ценных признаков подсолнечника внешних (почвенноклиматические) и внутренних (генотип сорта или гибрида) факторов на сортоиспытательных участках Ростовской области.

Материалы и методы. Для оценки пара- метров стабильности и адаптивности гибридов и сортов необходим анализ результатов сортоиспытания в различных экологических условиях [2]. Материалом исследования служили растения подсолнечника в 2009 г. 10-и, а в 2010 г. 17-и сортов и гибридов отечественной селекции, проходивших конкурсную оценку на семи сортоиспытательных участках Инспектуры по Ростовской области ФГУ «Госсортко-миссии» Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ (Шолоховский (1), Тарасовский (2), Ростовский (3), Целинский (4), Орловский (5), Азовский (6), Тацинский (7) (рис. 1).

Шолоховский госсортоучасток расположен в северной зоне области на южных черноземах. Банитет почв для подсолнечника – 37 баллов [3]. Тарасовский госсортоучасток расположен в северо-западной зоне области на южных черноземах. Банитет почв для подсолнечника – 39 баллов. Ростовский госсортоучасток расположен в приазовской зоне области на черноземах обыкновенных карбонатных. Банитет почв для подсолнечника – 52 балла. Целинский гос-сортоучасток расположен в южной зоне области на черноземах обыкновенных карбонатных. Банитет почв для подсолнечника – 60 баллов. Орловский госсортоучасток расположен в юго-восточной зоне области на стыке двух почвенных зон – южных черноземов и темно-каштановых почв на лессовидных породах. Банитет почв для подсолнечника – 53 балла. Азовский госсортоучасток расположен в приазовской зоне области на черноземах обыкновенных карбонатных. Банитет почв для подсолнечника – 42 балла. Тацинский госсор-тоучасток расположен в северо-восточной зоне области на южных черноземах. Банитет почв для подсолнечника – 37 баллов [3].

Согласно методики государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур анализировали продолжительность вегетационного периода, высоту растений, массу 1000 семянок и урожайность [4].

Рисунок 1 - Географическое расположение сортоиспытательных участков Инспектуры по Ростовской области ФГУ «Госсорткомиссии» Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ (Шолоховский (1), Тарасовский (2), Ростовский (3), Целинский (4), Орловский (5), Азовский (6), Тацинский (7)

Результаты и обсуждение. В таблице 1 приведены показатели урожайности исследованных генотипов подсолнечника на семи сортоиспытательных участках. Наибольший средний показатель продуктивности в 2009 г. был получен у гибрида Колорадо (16,5 ц/га), а наименьший - у сорта Казачий (12,9 ц/га). В 2010 г. максимальной средней продуктивности достигли гибриды Донской 354 и Дон Ра -18 ц/га, что на 3,8 ц/га превышает урожайность наименее продуктивного гибрида Мартын (14,2 ц/га).

Абсолютный рекорд по продуктивности за оба года исследований был зарегистрирован в 2010 г. у гибрида Мэлин на Ростовском ГСУ -33,4 ц/га, а минимум - в этом же году у гибридов Оливер и Мартын на Тацинском ГСУ -только 4,7 ц/га. Низкая урожайность на Тацин-ском ГСУ в течение нескольких последних лет может быть связана не только с недостаточным количеством выпадающих там осадков, но и с поражением посевов особо вирулентными ра- расами заразихи Orobanche cumana Wallr [8].

За годы наблюдений исследованные формы в зависимости от ГСУ продемонстрировали значительную вариабельность показателя урожайности. Так, например, среди восьми генотипов, проходивших испытание в 2009-2010 гг., даже у самого стабильного гибрида Фермер урожайность на Тацинском ГСУ в 3,1 раза уступает таковой на Ростовском ГСУ. В 2009 г. урожайность гибрида Гарант на Тацинском ГСУ в 5,4 раза меньше таковой на Ростовском ГСУ. В 2010 г. значительную вариабельность урожайности также наблюдали у гибрида Оливер: на Тацинском ГСУ урожайность была в шесть раз меньше, чем на Ростовском.

Показатели средней урожайности исследованных генотипов подсолнечника в зависимости от сортоиспытательного участка также значительно варьировали. Так, например, максимальные показатели продуктивности, достигнутые на Ростовском ГСУ в 2009-2010 гг. превышают в 2,9 и 3,5 раза аналогичные пока-

Таблица 1 — Урожайность (ц/га) сортов и гибридов подсолнечника на сортоиспытательных участках Ростовской области в 2009-2010 гг.

№ Сорт, гибрид Орловский Тацинский Шолоховский Тарасовский Ростовский Азовский Целинский Среднее значение генотипа 2009 2010 2009 2010 2009 2010 2009 2010 2009 2010 2009 2010 2009 2010 2009 2010 1 Аврора - 13 - 6,8 - 6 - 19,2 - 21,2 - 18,6 - 26,8 - 15,9 2 Добрыня - 8,4 - 13,5 - 6,2 - 14,5 - 26,7 - 21,6 - 24,5 - 16,5 3 Крупняк - 10,8 - 11,3 - 6,0 - 21,3 - 23,9 - 23,6 - 26,2 - 17,6 4 Святогор - 9,0 - 8,9 - 5,5 - 20,5 - 22,3 - 21,2 - 23,6 - 15,8 5 Казачий 6,1 8,2 10,3 10,8 11 7,4 7,2 16,8 23,2 18,8 17,9 20 14,5 23,3 12,9 15,0 6 Патриот - 10,0 - 6,0 - 8,5 - 19,1 - 22,7 - 19,4 - 27,3 - 16,1 7 Фермер 8,6 10,3 7,8 7,8 11,1 7,7 10,2 12,4 22 24,8 18,4 19,6 16,8 21,2 13,5 14,8 8 Дон Ра 11,3 13,1 10 8,6 10,3 8,8 12,6 16,5 20,8 28,9 17,9 24,5 19,4 25,6 14,6 18,0 9 Донской 354 7,8 16,7 9,4 6,1 12 8,6 9,8 17,2 21,3 27 18,9 24 20,2 26,2 14,2 18,0 10 Мартын - 10,9 - 4,7 - 6,8 - 8,1 - 27,7 - 18,8 - 22,6 - 14,2 11 Мэлин 7,6 12,1 9,3 7,8 12 7,1 10,1 10,8 29 33,4 17,7 18,6 26,5 16,6 16,0 15,2 12 Надежда - 11,4 - 9,2 - 7,6 - 11,3 - 29,9 - 19,1 - 27,5 - 16,6 13 Олигарх - 10,2 - 5,3 - 6,5 - 9,3 - 31,1 - 21,2 - 18,9 - 14,6 14 Донской 342 10,2 12,5 7,2 6,2 13,2 8,8 9,1 13,4 23,4 25,0 18,8 18,8 18,7 20,9 14,4 15,1 15 Гарант 7,1 14,3 6,2 6,3 14,4 7,8 10,4 18,1 33,8 30,2 18,4 19,1 22 24,9 16,0 17,2 16 Оливер - 14,1 - 4,7 - 8,4 - 16,3 - 29,6 - 20,2 - 22,5 - 16,5 17 Донской 1448 11,3 13,4 7,8 7,3 14 8,6 12 10,8 26 26,6 19,3 21,2 18,4 18,6 15,5 15,2 18 Бузулук 5,9 - 14,9 - 11,2 - 8,5 - 17,1 - 17,6 - 16,6 - 13.1 - 19 Колорадо 8,7 - 9,4 - 13,6 - 15,8 - 30,5 - 19,9 - 17,8 - 16,5 - Среднее значение участка 8,5 11,7 9,2 7,7 12,3 7,4 10,6 15,0 24,7 26,5 18,5 20,6 19,1 23,4 14,6 16 затели на Орловском и Шолоховском ГСУ соответственно. Это объясняется практически полным отсутствием осадков в июне-июле на опытных полях Шолоховского и Орловского ГСУ. Следует отметить, что к средней урожайности подсолнечника (по данным Росстата около 10 ц/га) по Ростовской области в 20092010 гг. наиболее близки показатели Тарасовского ГСУ (2009 г.) и Орловского ГСУ (2010 г.), тогда как средняя урожайность исследованных генотипов на семи сортоиспытательных участках на 40 % в 2009 г. и на 60 % в 2010 г. превышает этот показатель. Это может свидетельствовать о о малой эффективности агротехнических приемов в сельхозпредприятиях и не всегда оптимальном подборе сортов и гибридов для культивирования в различных почвенноклиматических районах Ростовской области.

В таблице 2 показано, что в 2009 г. наибо- лее продолжительный период вегетации (128 дней) наблюдали на Целинском ГСУ у гибрида Донской 1448, а наименьший (94 дня) у гибрида Бузулук на Шолоховском ГСУ. В 2010 г. наиболее короткий период вегетации (79 дней) отмечен на Тарасовском ГСУ у гибрида Донской 354, а самый продолжительный (129 дней) – на Ростовском ГСУ у гибрида Мартын.

Максимальную вариабельность срока вегетации среди исследованных форм подсолнечника на одном участке – 23 дня – наблюдали в 2009 г. на Ростовском ГСУ и в 2010 г. на Шолоховском и Тарасовском ГСУ.

Из восьми генотипов, проходивших испытание в 2009-2010 гг., наименьший диапазон показателей периода вегетации в зависимости от ГСУ был у гибрида Гарант: 102 дня на Тарасовском ГСУ и 127 дней на Ростовском ГСУ.

Таблица 2 – Вегетационный период (дни) сортов и гибридов подсолнечника на сортоиспытательных участках Ростовской области в 2009-2010 гг.

№	Сорт, гибрид	Орловский		Тацинский		Шолоховский		Тарасовский		Ростовский		Азовский		Целинский		Среднее значение генотипа
№	Сорт, гибрид	2009	2010	2009	2010	200 9	2010	2009	201 0	200 9	2010	200 9	2010	2009	2010	2009	2010
1	Аврора	-	115	-	95	-	93	-	93	-	117	-	101	-	108	-	105
2	Добрыня	-	116	-	102	-	94	-	100	-	126	-	101	-	114	-	109
3	Крупняк	-	111	-	103	-	94	-	100	-	126	-	112	-	116	-	111
4	Святогор	-	110	-	102	-	92	-	100	-	127	-	110	-	108	-	110
5	Казачий	113	109	98	95	96	96	97	81	109	110	104	115	113	104	106	104
6	Патриот	-	114	-	107	-	98	-	104	-	127	-	105	-	108	-	111
7	Фермер	115	109	104	97	97	105	102	95	112	125	105	111	115	106	109	109
8	Дон Ра	119	107	108	95	99	102	102	84	112	119	105	113	118	108	110	106
9	Донской 354	112	106	103	95	99	107	100	79	104	108	104	109	117	103	107	103
10	Мартын	-	116	-	94	-	106	-	104	-	129	-	109	-	106	-	111
11	Мэлин	119	111	109	97	97	108	100	88	113	118	107	111	115	103	110	107
12	Надежда	-	113	-	99	-	108	-	88	-	127	-	111	-	116	-	111
13	Олигарх	-	110	-	98	-	107	-	97	-	128	-	113	-	115	-	112
14	Донской 342	121	109	112	104	104	112	106	86	111	117	112	112	124	104	114	109
15	Гарант	122	111	116	106	104	112	117	102	124	127	112	117	126	108	119	114
16	Оливер	-	111	-	102	-	114	-	101	-	130	-	113	-	116	-	115
17	Донской 1448	122	115	116	107	112	115	115	89	127	126	114	115	128	107	121	113
18	Бузулук	112	-	98	-	94	-	100	-	109	-	105	-	113	-	106	-
19	Колорадо	120	-	114	-	105	-	105	-	112	-	111	-	117	-	113	-
Среднее значение участка		117	111	108	100	101	103	104	94	113	122	108	110	119	109	111	109

Отличия средних значений периода вегетации в 2010 г. были не настолько существенны (103 дня у гибрида Донской 354 и 115 дней у гибрида Оливер), как в 2009 г. (106 дней у сорта Казачий и 121 день у гибрида Донской 1448).

Средняя продолжительность вегетационного периода в 2009 г. 10-и форм подсолнечника на Целинском ГСУ (119 дней) выше от 2 (Орловский ГСУ) до 18 дней (Шолоховский ГСУ). В 2010 г. этот же показатель у 17-и сортов и гибридов подсолнечника на Ростовском ГСУ (122 дня) превышает аналогичный показатель на остальных ГСУ от 11 (Орловский ГСУ) до 28 дней (Тарасовский ГСУ).

Из таблицы 3 видно, что в 2009 г. максимальной высоты достиг гибрид Донской 1448 на Целинском ГСУ (183 см), а минимальной – гибрид Донской 354 на Тарасовском ГСУ (84 см). В

2010 г. максимальные значения отмечены у сорта Добрыня на Ростовском ГСУ – 224 см, а самым низкорослым оказался гибрид Мартын на Тацинском ГСУ – 96 см.

Наибольшие средние показатели также отмечены у гибрида Донской 1448 (2009 г.) и у сорта Добрыня (2010 г.) – 159 см и 182 см соответственно, а наименьшие – у гибрида Донской 354: 122 см в 2009 г. и 141 см в 2010 г. Значительную вариабельность показателя высоты растения в зависимости от ГСУ продемонстрировали все восемь генотипов, проходивших испытание в 2009-2010 гг. Наиболее вариабельным оказался этот показатель у гибрида Мэлин (86 см на Тарасовском ГСУ и 182 см на Азовском ГСУ), а наиболее стабильным – у гибрида Донской 1448 (126 см и 206 см на Тацинском и Азовском ГСУ соответственно).

№	Сорт, гибрид	Орловский		Тацинский		Шолоховский		Тарасовский		Ростовский		Азовский		Целинский		Среднее значение генотипа
№	Сорт, гибрид	2009	2010	2009	2010	2009	2010	2009	2010	2009	2010	2009	2010	2009	2010	2009	2010
1	Аврора	-	188	-	98	-	147	-	142	-	156	-	165	-	138	-	147
2	Добрыня	-	180	-	141	-	168	-	174	-	224	-	200	-	187	-	182
3	Крупняк	-	182	-	136	-	149	-	168	-	194	-	192	-	180	-	171
4	Святогор	-	196	-	125	-	161	-	176	-	208	-	210	-	188	-	180
5	Казачий	142	174	121	111	148	154	116	165	155	183	175	175	169	151	147	159
6	Патриот	-	187	-	123	-	151	-	155	-	205	-	205	-	172	-	171
7	Фермер	144	181	98	118	115	155	96	154	127	162	175	175	141	145	128	155
8	Дон Ра	148	173	97	109	116	156	90	135	125	144	176	165	127	137	126	145
9	Донской 354	151	167	86	97	115	150	84	139	122	149	160	150	134	135	122	141
10	Мартын	-	169	-	96	-	152	-	158	-	185	-	185	-	147	-	156
11	Мэлин	136	171	112	123	134	127	86	153	144	168	182	170	144	134	134	149
12	Надежда	-	193	-	120	-	146	-	179	-	200	-	176	-	178	-	170
13	Олигарх	-	177	-	117	-	112	-	156	-	187	-	198	-	170	-	159
14	Донской 342	158	171	108	113	142	148	109	152	146	164	176	198	163	154	143	157
15	Гарант	152	184	106	121	145	150	113	168	171	197	182	190	176	165	149	167
16	Оливер	-	196	-	100	-	137	-	163	-	177	-	205	-	163	-	163
17	Донской 1448	160	180	126	132	147	145	130	161	172	186	160	206	183	180	159	170
18	Бузулук	138	-	128	-	135	-	108	-	150	-	180	-	175	-	145	-
19	Колорадо	141	-	113	-	141	-	92	-	135	-	160	-	158	-	134	-
Среднее значение участка		147	180	110	116	134	147	102	159	145	182	176	186	157	160	138	161

Средняя высота растений исследованных генотипов на семи ГСУ имела максимальную амплитуду: в 2009 г. – 74 см (176 см на Азовском ГСУ и 102 см на Тарасовском ГСУ), в 2010 г. – 70 см (186 см на Ростовском ГСУ и 116 см на Тацинском ГСУ).

Можно отметить уменьшение высоты растений по мере продвижения сортоиспытательных участков на север области. Максимальными показатели высоты у исследуемыех сортов и гибридов были в приазовской и в южной зонах.

В таблице 4 показано, что в 2010 г. самой крупноплодной формой оказался сорт Крупняк, показатель массы 1000 семянок которого составил 112,8 г на Азовском ГСУ, а среднее по семи сортоиспытательным участкам – 67,6 г. Это значительно (почти на 20 %) превышает показатели наиболее крупноплодной формы в 2009 г (гибрид Донской 342).

В 2009 г. наименьшая масса 1000 семянок отмечена у гибрида Бузулук на Орловском

ГСУ – 29,3 г, а средний показатель по семи ГСУ – у гибридов Колорадо и Бузулук (48 г). В 2010 г. наименьший размер семян наблюдали у гибрида Мартын на Тацинском ГСУ (20,9 г), а средний показатель по семи ГСУ – у гибрида Мэлин (41,8 г).

Восемь генотипов, проходивших испытание в 2009-2010 гг., продемонстрировали в зависимости от ГСУ среднюю вариабельность показателя массы 1000 семянок около 260-300 %. Относительно стабильным оказался сорт Казачий – 230 % (32,2 г и 77,1 г на Тацинском и Ростовском ГСУ соответственно). Такой процент вариабельности объясняется особенно низким показателем массы 1000 семянок на Тацинском ГСУ – в среднем за 2009-2010 гг. он достиг только 32,2 г. Тогда как аналогичный средний показатель по остальным шести ГСУ составил 53 г.

Средние значения массы 1000 семянок в 2009 г. были в диапазоне от 35,6 г на Тацинском ГСУ

Таблица 4 – Масса 1000 семянок (г) сортов и гибридов подсолнечника на сортоиспытательных участках Ростовской области в 2009-2010 гг.

Заметим, что в 2010 г. аналогично показателю высоты растений, минимальные и максимальные значения массы 1000 семянок продемонстрировали формы, культивируемые на Тацинском и Азовском ГСУ соответственно.

В таблице 5 приведена зависимость изменчивости хозяйственно-ценных признаков подсолнечника от внутренних (генотип сорта или гибрида) и внешних (почвенно-климатические характеристики сортоиспытательного участка) факторов, рассчитанной с помощью двухфакторного дисперсионного анализ без повторений и непараметрического рангового критерия Фридмана.

Подавляющий вклад в изменчивость исследованных признаков у сортов и гибридов подсолнечника, проходящих конкурсное испытание на семи ГСУ Ростовской области, вносят не генотип (сорта или гибрида), а внешняя среда, т.е. почвенно-климатические условия района культивирования. Так, степень влияния внешних факторов на изменчивость

Таблица 5 – Зависимость изменчивости хозяйственно ценных признаков подсолнечника от внутренних (генотип сорта или гибрида) и внешних (почвенно-климатические условия сортоиспытательного участка) факторов

Признак Зависимость Год Степень влияния, % параметрический метод непараметрический метод Урожайность семянок По сортам 2009 нет нет 2010 нет нет По участкам 2009 82,05 есть 2010 86,28 есть Вегетационный период По сортам 2009 34,09 есть 2010 9,99 есть По участкам 2009 55,63 есть 2010 69,42 есть Масса 1000 семянок По сортам 2009 нет нет 2010 14,13 есть По участкам 2009 78,80 есть 2010 71,54 есть Высота растений По сортам 2009 16,37 есть 2010 17,79 есть По участкам 2009 75,45 есть 2010 68,64 есть урожайности, продолжительности вегетационного периода, массы 1000 семянок и высоты растений составила в 2009 г. – 82,0 %, 55,6; 78,8;

75,5 %, а в 2010 г. – 86,3 %, 69,4; 71,5 и 68,6 % соответственно.

Следует заметить, что, по логике дисперсионного анализа, общая групповая дисперсия складывается не только из дисперсий групповых средних по рассматриваемым факторам, но и из средней групповой дисперсии остаточных факторов. Это означает, что сумма влияний рассматриваемых факторов обычно меньше 100 %.

Непараметрические методы качественно подтвердили результаты, полученные традиционным двухфакторным анализом без повторений (табл. 5).

Таким образом, вышеприведенные результаты убедительно демонстрируют, что экологическая оценка сортов и гибридов подсолнечника, проводимая Инспектурой по Ростовской области ФГУ «Госсорткомиссии» Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ, чрезвычайно актуальна для определения почвенно-климатических условий, в которых новые генотипы наиболее полно могут реализовать свои адаптационный и репродуктивый потенциалы.