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.
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
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].
С помощью двухфакторного дисперсионного анализа и непараметрического рангового критерия Фридмана определяли вклад внешних (почвенно-климатических) и внутренних (генотип сорта или гибрида) факторов в изменчивость показателей хозяйственно-ценных признаков у данной культуры [5-7].
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.
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 |
||||||||
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 |
||||||||
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
-
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.