Урожайность и параметры экологической пластичности, стабильности и гомеостатичности новых сортов ярового ячменя в условиях Западно-Сибирского региона
Автор: Аниськов Н.И., Николаев П.Н., Поползухин П.В., Сафонова И.В.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Статья в выпуске: 8, 2016 года.
Бесплатный доступ
В Сибири создание сортов ярового ячменя, обладающих высокой и стабильной урожайно-стью, является первостепенной задачей. Изу-чено 12 сортов ячменя селекции Сибирского научно-исследовательского института сель-ского хозяйства в условиях южной лесостеп-ной и степной зон Западно-Сибирского регио-на. Оценка адаптивного потенциала сортов ячменя проводилась по статистическим па-раметрам, рассчитанным по признаку урожай-ности зерна. Учет - согласно методике ВИР по изучению ячменя. Расчет параметров ста-бильности, пластичности и гомеостатично-сти проводили по S.A. Eberhart, W.A. Russell (1966), В.В. Хангильдину (1977), Э.Д. Неттеви-чу (1985), В.А. Драгавцеву (1984). Максималь-ная урожайность в 2011 году (выше 6,0 т/га) была отмечена в зоне южной лесостепи у сортов: Омский 100, Саша, Подарок Сибири, Омский 99, в степной зоне - у Омского 100. Минимальная урожайность (1,0 т/га и ниже) - у сортов Сибирский Авангард, Омский голо-зерный 1 и Омский голозерный 2. В нашем опыте большей отзывчивостью на улучшение условий выращивания обладают сорта: Ом-ский 100, Сибирский Авангард, Саша, Подарок Сибири, Омский 99, Омский 90, Омский 95. Наиболее стабильными были сорта Омский голозерный 2 и Майский. Майский, Омский го-лозерный 2, Омский 89 являются сортами экстенсивного типа, а Сибирский Авангард, Омский 100, Омский 99 - интенсивного типа. Максимальная гомеостатичность зафиксиро-вана у сортов: Омский 100, Омский 95, Саша, Омский 99. Превысили стандарт Омский 91 сорта: Омский 100, Саша, Омский 95, Омский 99. Из использованных методов наиболее пер-спективные - коэффициент мультипликатив- ности, показатели гомеостатичности и уровня стабильности сортов. Наиболее адаптивными являются сорта: Омский 100, Саша, Омский 99, Омский 95, Подарок Сибири.
Яровой ячмень, сорт, урожайность, стабильность, пластичность, гомеостатичность, факторы среды, коэффи-циент вариации, адаптивность, экологические условия, потенциал, селекция, продуктив-ность, коэффициент регрессии, показатель уровня стабильности сортов
Короткий адрес: https://sciup.org/14084766
IDR: 14084766
Текст научной статьи Урожайность и параметры экологической пластичности, стабильности и гомеостатичности новых сортов ярового ячменя в условиях Западно-Сибирского региона
Введение. Ячмень является основной зернофуражной, продовольственной и технической культурой, с высокой потенциальной продуктивностью и уникальными кормовыми и пищевыми качествами. В сложных условиях Сибири создание и внедрение в производство новых сортов ярового ячменя, обладающих высокой и стабильной урожайностью с хорошими технологическими качествами зерна, являются первостепенной задачей [1, 2].
В Сибирском Прииртышье из включенных в Госреестр РФ рекомендованы для использования сорта ячменя: Омский 90 (2000, медикум), Омский 91 (2004, нутанс), Омский голозерный 1 (2004, нудум), Омский 95 (2006, нутанс), Омский голозерный 2 (2008, целесте), Омский 96 (2008, нутанс), Сибирский Авангард (2010, медикум)[3]. Многие из них сочетают в себе трудносовмес-т и м ые признаки: высокая урожайность – высокое качество зерна, засухоустойчивость – устойчивость к полеганию наряду с устойчивостью к ряду заболеваний. Тем не менее предстоит дальнейший поиск придания вновь создаваемым сортам большей адаптивности с целью стабилизации урожайности в различных экологических ситуациях.
Бесспорно, что среди изучаемого нами набора сортов наиболее ценными для производителя будут те, которые имеют более высокий уровень урожайности и в то же время меньший размах колебаний этого признака в меняющихся у словиях выращивания, то есть будут характеризоваться рядом понятий: пластичность, стабильность, гомеостаз [4].
Стабильность – способность сорта сохранять относительное постоянство признаков при изменении условий среды. Гомеостатичность – способность растений хорошо отзываться на улучшение условий выращивания и слабо или совсем не реагировать на их ухудшение. Пластичность – это реакция сорта на различные условия среды. Пластичность, т.е. способность к изменчивости признаков, а также стабильность и гомеостатичность их под действием экологических факторов считаются неотъемлемыми свойствами адаптивности [5]. На практике для выявления этих свойств у сортов производят 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 [6].
Акцент на изучение этих показателей сделан неслучайно. 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 [7].
Цель работы . Оценка продуктивности и адаптивного потенциала новых сортов ячменя селекции СибНИИСХ по статистическим параметрам, рассчитанным по признаку урожайности зерна.
Материалы и методика проведения исследований. Экспериментальная часть работы проводилась на опытных полях СибНИИСХ (г.Омск) и опорного пункта «Степной» в течение 2011–2015 гг. Агротехника проведения опытов – общепринятая для Западно-Сибирского региона. Площадь делянки 10 м2, повторность 4-кратная. Оценки и учеты в этом питомнике вели согласно методике ВИР по изучению коллекции ячменя и овса [8]. Математическую обработку с целью выявления существенных различий проводили методом дисперсионного анализа [9]. Расчет параметров стабильности, пластичности и гомеостатичности проводили по S.A. Eberhart, W.A. Russell [10], по В.В. Хангиль-дину [11], по Э.Д. Неттевичу [5], по В.А. Драгав-цеву [12].
Результаты исследований и их обсуждение. Формирование урожайности – сложный, многоступенчатый процесс, находящиеся под воздействием комплекса внешних факторов. В нашем опыте наблюдались значительные и достоверные различия урожайности сортов в зависимости от года и пункта испытания.
Максимальная средняя урожайность в опыте получена у сорта Омский 100 – 4,1 т/га. Она варьировала от 1,3 т/га в 2012 году на О.П. «Степной» до 6,6 т/га в 2015 году в г. Омске (южная лесостепь). Средняя урожайность по сортам в опыте составила – 3,4 т/га, она менялась от 1,7 до 5,4 т/га.
Средняя минимальная урожайность была отмечена в 2012 г. – 2,1 т/га в южной лесостепной зоне, в степной зоне – в 2015 г. – 1,7 т/га. Средняя максимальная урожайность получена в 2015 году – 5,4 т/га в южной лесостепной зоне, в степной зоне в 2011 году – 4,8 т/га.
Максимальная урожайность (выше 6,0 т/га) была отмечена в зоне южной лесостепи у сортов Омский 100, Саша, Подарок Сибири, Омский 99; в степной зоне у Омского 100 в 2011 году. Минимальная урожайность (1,0 т/га и ниже) у сортов Сибирский Авангард, Омский голозерный и Омский голозерный 2 (табл. 1).
Для оценки адаптивной способности генотипов существует много методов. Наиболее распространенный метод Эберхарта и Расселла, он основан на расчете двух параметров: коэффициента линейной регрессии (bi) и дисперсии ( Ϭ 2 d ). Первый показывает пластичность сорта на изменение условий выращивания, а второй характеризует стабильность сорта в различных условиях среды. Чем выше значение коэффициента bi (>1), тем большей отзывчивостью обладает данный сорт. Такие сорта требовательны к высокому уровню агротехники, так как только в этом случае они дадут максимум отдачи. В нашем опыте большей отзывчивостью на улучшение условий выращивания обладают сорта: Омский 100, Сибирский Авангард, Саша, Подарок Сибири, Омский 99, Омский 90, Омский 95. В случае bi<1 сорта реагируют слабее на изменение условий среды. И это Омский 91, Омский 89, Омский голозерный 1, Омский голозерный 2, Майский.
Чем меньше квадратичное отклонение фактических показателей от теоретически ожидаемых – коэффициент стабильности, тем стабильнее сорт. В изучаемом наборе наиболее стабильными были сорта Омский голозерный 2 и Майский. Остальные сорта занимали промежуточное положение (табл. 2).
Урожайность зерна сортов ярового ячменя селекции СибНИИСХ (2011–2015 гг.), т/га
Таблица 1
|
Сорт |
г.Омск (южная лесостепь) |
О.П. «Степной» (Степь) |
Σ yi |
yi |
||||||||
|
Год испытания |
сумма |
среднее |
||||||||||
|
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
2015 |
|||
|
Омский 90 |
4,5 |
2,4 |
2,3 |
3,6 |
4,7 |
6,5 |
1,3 |
3,1 |
4,6 |
1,6 |
34,6 |
3,5 |
|
Омский 91 |
4,4 |
2,4 |
2,2 |
3,1 |
4,6 |
5,0 |
1,2 |
3,6 |
3,8 |
1,3 |
31,6 |
3,2 |
|
Омский 95 |
5,3 |
2,2 |
3,4 |
3,6 |
5,8 |
4,9 |
1,5 |
4,4 |
4,2 |
1,9 |
37,2 |
3,7 |
|
Сибирский Авангард |
5,5 |
1,9 |
2,8 |
3,1 |
5,9 |
4,8 |
0,9 |
4,9 |
3,5 |
1,7 |
35,0 |
3,5 |
|
Саша |
5,7 |
2,5 |
3,2 |
3,2 |
6,4 |
5,8 |
1,5 |
5,0 |
4,0 |
2,0 |
39,3 |
3,9 |
|
Подарок Сибири |
2,8 |
1,8 |
3,4 |
4,3 |
6,3 |
4,3 |
1,2 |
5,1 |
3,2 |
1,8 |
37,2 |
3,7 |
|
Омский 100 |
5,8 |
2,8 |
3,5 |
3,9 |
6,6 |
6,4 |
1,3 |
4,7 |
4,0 |
2,2 |
41,2 |
4,1 |
|
Омский 89 |
4,3 |
1,7 |
2,7 |
4,0 |
5,7 |
3,9 |
1,2 |
3,6 |
3,6 |
1,9 |
32,6 |
3,3 |
|
Омский 99 |
5,8 |
1,8 |
3,4 |
4,3 |
6,3 |
4,3 |
1,2 |
5,1 |
3,2 |
1,8 |
37,2 |
3,7 |
|
Омский голозерный 1 |
3,5 |
1,7 |
1,6 |
3,0 |
4,2 |
4,3 |
1,0 |
4,4 |
2,4 |
1,2 |
27,3 |
2,7 |
|
Омский голозерный 2 |
2,0 |
1,7 |
1,8 |
3,4 |
3,7 |
3,3 |
0,8 |
4,3 |
2,6 |
1,3 |
24,9 |
2,5 |
|
Майский |
3,6 |
1,9 |
2,4 |
3,9 |
4,5 |
4,0 |
1,1 |
3,9 |
2,8 |
1,4 |
29,5 |
3,0 |
|
Σ yi |
56,2 |
24,8 |
32,7 |
43,4 |
64,7 |
57,5 |
14,2 |
52,1 |
41,9 |
20,1 |
407,6 |
3,4 |
|
yi |
4,7 |
2,1 |
2,7 |
3,6 |
5,4 |
4,8 |
1,8 |
4,3 |
3,4 |
1,7 |
||
|
HCP 0,5 |
0,3 т/га |
|||||||||||
|
Ij |
+1,3 |
-1,3 |
-0,7 |
+0,2 |
+0,2 |
+1,3 |
-1,6 |
+0,9 |
+0,1 |
-1,7 |
||
Вестник КрасГАУ. 2016. №8
Параметры пластичности, стабильности, гомеостатичности сортов ярового ячменя селекции СибНИИСХ г. Омск (южная лесостепь); Омская обл., О.П. «Степной» (степь), 2011–2015 гг.
Таблица 2
|
Сорт |
Показатели адаптивности |
Ранжирование показателей адаптивности |
||||||||
|
bi |
Ϭ d2 |
КМ |
Hоm |
Пусс |
bi |
Ϭ d2 |
КМ |
Hоm |
Пусс |
|
|
Омский 90 |
1,2 |
2,1 |
2,2 |
0,750 |
109 |
7 |
6 |
7 |
4 |
6 |
|
Омский 91 |
1,0 |
1,7 |
2,7 |
0,760 |
100 |
8 |
4 |
1 |
6 |
9 |
|
Омский 95 |
1,2 |
2,4 |
2,1 |
0,931 |
143 |
6 |
8 |
9 |
11 |
3 |
|
Сибирский Авангард |
1,4 |
2,7 |
2,4 |
0,712 |
103 |
5 |
9 |
2 |
3 |
8 |
|
Саша |
1,4 |
3,0 |
2,2 |
0,884 |
142 |
3 |
11 |
8 |
10 |
2 |
|
Подарок Сибири |
1,4 |
2,9 |
2,3 |
0,785 |
119 |
4 |
10 |
3 |
8 |
5 |
|
Омский 100 |
1,5 |
3,4 |
2,3 |
0,951 |
161 |
1 |
12 |
4 |
12 |
1 |
|
Омский 89 |
1,0 |
2,1 |
2,1 |
0,789 |
107 |
9 |
5 |
10 |
9 |
7 |
|
Омский 99 |
1,4 |
2,3 |
2,3 |
0,782 |
120 |
2 |
7 |
5 |
7 |
4 |
|
Омский голозерный 1 |
1,0 |
1,4 |
2,3 |
0,556 |
62 |
10 |
2 |
6 |
2 |
11 |
|
Омский голозерный 2 |
0,8 |
0,9 |
2,1 |
0,543 |
56 |
12 |
1 |
11 |
1 |
12 |
|
Майский |
0,9 |
1,4 |
2,0 |
0,750 |
92 |
11 |
3 |
12 |
5 |
10 |
пЯ/Cvh эммнэвшопксоУо^эяхэЭ
Согласно S.A. Eberhart, W.A. Russell, коэффициенты линейной регрессии – мера экологической пластичности сортов. Поэтому при его использовании может оказаться, что сорта, имеющие низкий уровень признака, характеризуются и меньшим коэффициентом регрессии, а сорта с высоким уровнем признака имеют больший коэффициент регрессии. Это не означает, что они обладают разными гомеостатич-ными системами регулирования, это может быть и следствием эффекта шкалы. В.А. Дра-гавцевым и др. (1985) доказано, что в этом случае более объективной мерой будет коэффициент мультипликативности. Чем выше числовое значение коэффициента, тем сильнее изменяется урожай сорта в различных условиях. В этом случае сорта Майский, Омский голозерный 2, Омский 89 характеризуются слабой реакцией на улучшение условий выращивания, что свойственно сортам экстенсивного и полуинтенсивного типа. Сорта Омский 91, Сибирский Авангард, Омский 100, Омский 99, Омский голозерный 1 характеризуются высокой отзывчивостью на улучшение условий выращивания, что свойственно сортам интенсивного типа. Адаптивность сортов Саша, Омский 90, Омский 95 находится на уровне средней пластичности, характерной для этого набора сортов (табл. 2).
С меньшей вариабильностью урожайности в изменяющихся условиях среды В.В. Хангильдин связывал проявление высокой гомеостатичности (Hоm). В нашем примере максимальная гомеостатичность зафиксирована у сортов: Омский 100, Омский 95, Саша, Омский 89, Омский 99, Подарок Сибири. Минимальная гомеостатичность отмечена у сортов Омский голозерный 2 и Омский голозерный 1.
При оценке стабильности сорта его хозяйственную ценность в отношении урожайности более полно может характеризовать комплексный показатель, учитывающий одновременно уровень и стабильность урожайности сорта.
В анализируемом нами опыте показатель уровня стабильности урожайности колебался от 56,1 % у Омского голозерного 2 до 161,1% у Омского 100. Достоверно по уровню стабильности и урожайности превысили стандартный сорт Омский 91 сорта: Омский 100, Саша, Омский 95, Омский 99, Подарок Сибири, Омский 90, Омский 89. Уступили стандарту сорта ячменя: Омский голозерный 2, Омский голозерный 1, Майский.
Выводы
-
1. Рассмотрен ряд методов, позволяющих оценить адаптивность урожайности сортов. Они имеют определенные достоинства и недостатки. Поэтому актуальным является изучение этих методов с целью оценки их перспективности, что позволит дать оценку сортов более точно и, возможно, в более краткий срок.
-
2. На основе экспериментального материала из использованных методов адаптивности следует обратить особое внимание на коэффициент мультипликативности, показатель гомеостатичности и показатель уровня стабильности сортов.
-
3. Наиболее адаптивными сортами для возделывания ярового ячменя на зерно в Западно-Сибирском регионе России являются сорта: Омский 100, Саша, Омский 99, Омский 95, Подарок Сибири, способные давать высокую и при этом стабильную урожайность не только в благоприятных, но и контрастных условиях.
Список литературы Урожайность и параметры экологической пластичности, стабильности и гомеостатичности новых сортов ярового ячменя в условиях Западно-Сибирского региона
- Аниськов Н.И., Поползухин П.В. Яровой яч-мень в Западной Сибири (селекция, семе-новодство, сорта). -Омск: ООО «Вариант-Омск», 2010. -388 с.
- Сурин Н.А., Ляхова Н.Е. Селекция ячменя в Сибири. -Новосибирск, 1999. -292 с.
- Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию: сорта растений/МСХ РФ, ФГУ Государст-венная комиссия РФ. -М., 2015.
- Щербаков В.К. Эволюционно-генетическая теория биологических систем -гомеостаз, значение для развития теории селекции//Вестник с-х науки. -1981. -№ 3. -С. 56-57.
- Неттевич Э.Д., Моргунов А.И., Максимен-ко М.И. Повышение эффективности отбора яровой пшеницы на стабильность, урожай-ность и качество зерна//Вестник с-х нау-ки. -1985. -№ 1. -С. 66-73.
- Кильчевский А.В., Хотылева Л.В. Генотип и среда в селекции растений. -Минск: Наука и техника, 1989. -191с.
- Жученко А.А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы). -Кишинев: Штиница, 1990. -432 с.
- Лоскутов И.Г., Ковалева О.Н., Блинова Е.В. Методические указания по изучению и со-хранению мировой коллекции ячменя и ов-са. -Спб.: ВИР, 2012. -63 с.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки ре-зультатов исследований). -6-е изд., доп. и перераб. -М.: Агропромиздат, 1985. -35 с.
- Eberhart S.A., Russell W.A. Stability parame-ters for comparing vatiiieties//Ctop. sci. -1966. -Vol. 6, № 1. -P. 36-40.
- Хангильдин В.В., Асфондиярова Р.Р. Про-явление гомеостаза у гибридов гороха по-севного//Биологические науки. -1977. -№ 1. -С. 116-121.
- Драгавцев В.А., Цильке Р.А., Рейтер Б.Г. Генетика признаков продуктивности яровой пшеницы в Западной Сибири. -Новоси-бирск: Наука, 1984.-229 с.
