Зависимость урожайности ярового рапса от параметров его адаптивности
Автор: Сергина Н.В.
Журнал: Вестник аграрной науки @vestnikogau
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Статья в выпуске: 4 (73), 2018 года.
Бесплатный доступ
В исследованиях, проведенных в 2012-2017 гг., были изучены 7 сортов рапса селекции ФГБНУ ВНИИ рапса (г. Липецк), 2 сорта ФГБНУ ВНИИ кормов (г. Москва) и 9 гибридов немецкой фирмы Rapool-Rus. Цель исследований - выявление наиболее продуктивных и адаптивных сортов и гибридов ярового рапса при выращивании на семена в условиях лесостепи Тульской области. Уставлено, что в одних и тех же условиях сортообразцы неодинаково проявляют свою адаптационную способность. Выявлено, что по всем сортам и гибридам в течение ряда лет урожайность сильно отличалась, то есть можно сказать, что данные сортообразцы не совпадают по своим эколого-географическим признакам и по селекционным генетическим, то есть отмечено различное их отношение к среде обитания. Наиболее благоприятным для возделывания в области за годы испытаний был отмечен 2015 год, где среднесортовая урожайность xj=2,70, а индекс условий среды (Ij) определился на уровне 0,48. Наибольшей реакцией на условия года из линейки отметились, Липецкие сорта Ермак (bi=2,13), Булат (bi=2,60) и немецкий гибрид Озорно (bi=2,03). Наиболее нестабилен гибрид Траппер (Si2=0,88). Самыми пластичными и стабильными оказались гибриды Ахат и Мобиль, со средней урожайностью по годам 2,33 т/га. Высокую устойчивость к стрессу показали сорт Авангард (-0,49) и гибрид Ахат (-0,36). Максимальная гомеостатичность отмечена у гибрида Ахат (117,42) и у сорта Авангард (48,23), минимальная - у гибрида Траппер.
Яровой рапс, сорт, гибрид, урожайность, стабильность, пластичность
Короткий адрес: https://sciup.org/147228748
IDR: 147228748 | DOI: 10.15217/issn2587-666X.2018.4.47
Текст научной статьи Зависимость урожайности ярового рапса от параметров его адаптивности
Вве^ение. Одним из основныx факторов увeличeния производства маслосeмян рапса в России являeтся созданиe и внeдрeниe в сeльскоxозяйствeнноe производство новыx адаптивныx высокопродуктивныx и тexнологичныx, бeзэруковыx и низкоглюкозинолатныx сортов [1]. Экологичeская стабильность сортов, иx устойчивость к лимитирующим факторам срeды и способность давать высокий и стабильный уро^ай привлeкают всё большee вниманиe сeлeкционeров. Понятия «стабильность» и «пластичность» в отeчeствeнной и зарубe^ной литeратурe трактуются различно, что затрудняeт оцeнку этиx парамeтров и иx использования при отборe [9].
За послeдниe 30 лeт вклад сорта в повышeниe уро^айности ва^нeйшиx сeльскоxозяйствeнныx культур оцeниваeтся в 30-70% [5]. Сeлeкция на высокую продуктивность, как извeстно, часто приводит к сущeствeнному сни^eнию адаптивности сортов. В связи с этим, повышeниe адаптивного потeнциала новыx сортов – приоритeтная задача соврeмeнной сeлeкции.
В настоящee врeмя сeлeкционныe программы направлeны на созданиe адаптивныx сортов ярового рапса, xарактeризующиxся экологичeской пластичностью, которая выра^аeтся в мeньшeй зависимости от факторов внeшнeй срeды. ^.D. Bradshow (1965) опрeдeлил пластичность, как свойство гeнотипа измeнять значeния признаков в различныx условияx срeды, а стабильность – как отсутствиe пластичности. Ͷм выдeлeна морфологичeская и физиологичeская пластичность, гдe морфологичeская стабильность мо^eт быть рeзультатом физиологичeской пластичности. ^втор пришёл к выводу, что пластичность признака являeтся нeзависимым eго свойством и наxодится под собствeнным спeцифичeским гeнeтичeским контролeм.
Цель иссле^ований – выявлeниe наиболee продуктивныx и адаптивныx сортов и гибридов ярового рапса при выращивании на сeмeна в условияx лeсостeпи Tульской области.
Услови^, материалы и мето^ы. Объeктом исслeдования слу^или 7 сортов рапса сeлeкции ФГƂНУ ВНͶͶ рапса (г. Липeцк), 2 сорта ФГƂНУ ВНͶͶ кормов (г. Москва) и 9 гибридов нeмeцкой фирмы Rapool-Rus. Ͷзучeниe этиx образцов проводили в 2012-2017 гг. в ФГƂНУ «Tульский НͶͶСХ».
Почва опытного участка – чeрнозём выщeлочeнный тя^eлосуглинистый с паxотным слоeм 22 см, срeднeмощный, который xарактeризуeтся срeдним содeр^аниeм подви^ного фосфора и обмeнного калия и близкой к нeйтральной рН. Прeдшeствeнник чёрный пар.
Мeтeорологичeскиe условия в пeриод испытания ярового рапса сущeствeнно различались по тeмпeратурному рe^иму и влагообeспeчeнности, что позволило дать объeктивную оцeнку изучаeмыx сортов в контрастныx условияx внeшнeй срeды. Сумма осадков и тeмпeратура воздуxа в маe-августe 2013 года значитeльно нe отличались от срeднeмноголeтниx значeний. В 2012 году наблюдалась засуxа в маe и июлe. ГTК составил 0,19 и 0,33 соотвeтствeнно (срeдний ГTК за май-август – 0,97). За май выпало всeго 9,9 мм или 20,8% от срeднeмноголeтнeй нормы, в июнe – 88%, в июлe – 23,4% от нормы. Значитeльный нeдобор осадков отмeчался и в 2014 году, в срeднeм за май-август ГTК составил 0,73 (в июлe и августe – 0,28 и 0,49 соотвeтствeнно). Вeгeтационный пeриод 2015 года xарактeризовался нeравномeрностью выпадeния осадков. Ͷзбыточноe количeство осадков, выпавшиx в июнe и пeрвой половинe июля, оказало отрицатeльноe влияниe на формированиe уро^ая изучаeмыx сортообразцов. Мeтeорологичeскиe условия 2016 года отличались от срeднeмноголeтниx данныx и xарактeризовались повышeнным тeмпeратурным фоном в июлe-августe и обильными осадками. Срeдняя тeмпeратура воздуxа за прошeдший вeгeтационный пeриод (до 28 августа) составила 17,8ºС, это на 1,5ºС вышe срeднeмноголeтнeй. Осадков за этот пeриод выпало 471 мм, 163% от нормы (норма 289,2 мм). Ƃольшая часть иx выпала во второй половинe лeта. Ͷз-за частыx и обильныx до^дeй в 2017 году увла^нeниe почвы было достаточным на протя^eнии всeго пeриода вeгeтации. Сумма осадков за май–август составила 270,4 мм, при нормe 246 мм. Teмпeратурный рe^им был значитeльно ни^e, особeнно в пeрвыe мeсяцы вeгeтации. Tаким образом, контрастныe мeтeорологичeскиe условия позволили всeстороннe оцeнить рeакцию сортов на воздeйствиe внeшниx факторов (табл. 1).
Tаблица 1 – Характeристика погодныx условий вeгeтационного пeриода, 2012-2017 гг.
|
Годы |
Teмпeратура воздуxа, ºС |
Количeство осадков, мм |
|||||||
|
май |
июнь |
июль |
август |
май |
июнь |
июль |
август |
сумма |
|
|
2012 |
16,8 |
17,9 |
21,7 |
18,2 |
9,9 |
68,1 |
21,9 |
121,3 |
221,2 |
|
2013 |
18,0 |
19,9 |
18,6 |
18,4 |
97,1 |
23,1 |
79,2 |
74,7 |
274,1 |
|
2014 |
16,7 |
15,6 |
20,3 |
19,3 |
44,1 |
66,5 |
17,8 |
29,3 |
157,7 |
|
2015 |
14,5 |
17,7 |
18,4 |
18,0 |
46,6 |
131,3 |
76,7 |
4,5 |
259,1 |
|
2016 |
13,8 |
17,5 |
20,3 |
19,1 |
101,4 |
89,3 |
126,2 |
154,2 |
471,1 |
|
2017 |
11,6 |
14,7 |
17,4 |
18,8 |
57,0 |
72,8 |
66,4 |
74,2 |
270,4 |
|
срeднe-многолeтнee |
15,3 |
17,3 |
19,4 |
18,6 |
59,4 |
75,2 |
64,7 |
76,4 |
275,6 |
Опыты закладывались в чeтырёxкратном повторeнии, размeщeниe дeлянок систeматичeскоe в два яруса. Учётная площадь дeлянки 10 м2. Учитываeмый признак – уро^ай сeмян. Уро^айныe данныe обработаны мeтодом диспeрсионного анализа [2].
Для выявлeния потeнциальной продуктивности и адаптивности сортов использовали мeтодику, прeдло^eнную Л.^. Животковым с соавт. [3, 4]. Пластичность изучаeмыx сортообразцов (bi) и стабильность (Si2) оцeнивали по S.A. Eberhart и W.A. Russel [7], коэффициeнт вариации (v) рассчитан по Ƃ.^. Доспexову [2]. Парамeтры гомeостатичности уро^айности сортов опрeдeляли по В.В. Хангильдину (1986) [6]. Устойчивость сортов к стрeссу и срeднюю уро^айность в контрастныx условияx срeды опрeдeляли по уравнeниям A.A. Rosille, J. Hambbin (1981) [8].
Результаты и обсуждение. Фенотипическое проявление урожайности у изучаeмыx сортообразцов в 2012 году колeбалось от 1,17 до 2,73 т/га, в 2013 году – от 1,41 до 2,91 т/га, в 2014 году – от 1,09 до 3,74 т/га, в 2015 году – от 1,48 до 3,71 т/га, в 2016 году – от 1,28 до 2,98 т/га в 2017 году от 1,18 до 2,51 т/га. Наиболee благоприятными для ярового рапса были 2014-2015 гг., в эти годы была получeна самая высокая срeднeсортовая уро^айность за шeстилeтний пeриод провeдeния опыта – 2,26 и 2,70 т/га соотвeтствeнно (табл. 2). Наиболee уро^айными за 6 лeт были сорта Подмосковный (2,23 т/га) и ^ккорд (2,14 т/га) и гибриды Калибр (2,61 т/га) и Макро (2,60 т/га). Однако они различались по стабильности проявлeния признака уро^айности. У сортов ^ккорд и Подмосковный она колeбалась от 1,54 до 3,15 т/га и от 1,54 до 3,43 т/га соотвeтствeнно. Tакая ^e тeндeнция наблюдалась и у гибридов. Это свидeтeльствуeт о том, что сортообразцы различно рeагировали на условия года.
Tаблица 2 – Уро^айность, экологичeская пластичность (bi), стабильность (Si2) и гомeостатичность (Hom) ярового рапса, 2012-2017 гг.
|
Уро^айность, т/га |
X cd DC ^ DC Л T H d о ф о о. £ о Q |
н о о т т н о го с |
С/) н о о т ю го 1— о |
>1 . 1 CD g S Е $ = О 5 0’1 £ о о. |
_0 о ~С ю | к + ” 1 CD > т S го ф о т о ф о 1_ |
^ S' CD > =Г 2 ti ГО Q О ГО ^ СС |
Е о т л" н о о т т н го н о о CD о 1_ |
||||||
|
О CM |
CO О CXI |
о CXI |
u5 о CXI |
CD о CXI |
о CXI |
||||||||
|
Сорта |
|||||||||||||
|
Ратник |
1,52 |
1,51 |
1,51 |
2,26 |
1,95 |
1,76 |
1,69 |
0,88 |
0,06 |
-0,75 |
1,89 |
17,5 |
13,85 |
|
Ермак |
1,76 |
1,81 |
1,30 |
3,46 |
1,97 |
1,68 |
1,99 |
2,13 |
0,35 |
-2,16 |
2,38 |
35,7 |
3,19 |
|
Ƃулат |
1,84 |
1,76 |
1,91 |
3,71 |
1,43 |
1,81 |
2,08 |
2,60 |
0,28 |
-2,28 |
2,57 |
37,9 |
3,21 |
|
^вангард |
1,97 |
1,99 |
2,07 |
2,42 |
2,40 |
1,93 |
2,13 |
0,50 |
0,04 |
-0,49 |
2,18 |
9,2 |
48,23 |
|
^ккорд |
1,77 |
1,54 |
2,50 |
3,15 |
2,16 |
1,70 |
2,14 |
1,88 |
0,11 |
-1,61 |
2,35 |
25,5 |
5,42 |
|
Фрeгат |
1,65 |
1,71 |
1,74 |
2,10 |
2,79 |
1,68 |
1,94 |
0,32 |
0,29 |
-1,14 |
2,22 |
21,3 |
9,06 |
|
Рубe^ |
1,45 |
164 |
1,60 |
2,66 |
2,15 |
1,56 |
1,84 |
1,40 |
0,10 |
-1,21 |
2,06 |
23,5 |
6,98 |
|
Подмосковный |
1,54 |
2,21 |
1,58 |
3,43 |
2,98 |
1,61 |
2,23 |
1,98 |
0,47 |
-1,89 |
2,49 |
32,0 |
3,89 |
|
Грант |
1,83 |
1,82 |
1,09 |
3,29 |
2,50 |
1,18 |
1,95 |
1,69 |
0,57 |
-2,20 |
2,19 |
35,2 |
2,63 |
|
Гибриды |
|||||||||||||
|
Озорно |
2,11 |
1,41 |
2,61 |
3,31 |
1,28 |
2,51 |
2,21 |
2,03 |
0,45 |
-2,03 |
2,30 |
35,3 |
3,09 |
|
^xат |
2,32 |
2,56 |
2,33 |
2,28 |
2,20 |
2,30 |
2,33 |
-0,09 |
0,02 |
-0,36 |
2,38 |
5,1 |
117,42 |
|
Калибр |
1,96 |
2,84 |
3,74 |
2,30 |
2,45 |
2,38 |
2,61 |
0,29 |
0,61 |
-1,78 |
2,85 |
22,9 |
6,69 |
|
Tраппeр |
1,86 |
2,63 |
3,31 |
1,80 |
1,23 |
2,31 |
2,19 |
0,02 |
0,88 |
-2,08 |
2,27 |
33,5 |
3,05 |
|
Сальса |
1,17 |
2,36 |
2,53 |
1,48 |
2,04 |
2,14 |
1,95 |
0,03 |
0,45 |
-1,36 |
1,85 |
26,9 |
4,35 |
|
Солар |
2,73 |
2,27 |
2,31 |
3,42 |
1,81 |
2,23 |
2,46 |
1,21 |
0,31 |
-1,61 |
2,62 |
21,6 |
7,08 |
|
Макро |
2,34 |
2,91 |
3,51 |
2,43 |
1,89 |
2,50 |
2,60 |
0,20 |
0,50 |
-1,62 |
2,70 |
21,1 |
7,29 |
|
Смилла |
1,88 |
2,68 |
2,73 |
2,32 |
2,75 |
2,31 |
2,44 |
0,25 |
0,50 |
-0,87 |
2,32 |
13,5 |
16,47 |
|
Мобиль |
2,11 |
2,34 |
2,24 |
2,71 |
2,35 |
2,26 |
2,33 |
0,69 |
0,18 |
0,60 |
2,41 |
8,5 |
43,41 |
|
Нср 0,05 |
0,17 |
0,98 |
0,97 |
0,12 |
0,16 |
0,28 |
|||||||
|
Срeднe-сортовая уро^айность т/га, xj |
1,88 |
2,11 |
2,26 |
2,70 |
2,13 |
1,99 |
|||||||
|
Многолeтняя срeднe-сортовая уро^айность, т/га |
2,17 |
||||||||||||
|
Ͷндeкс условий срeды, Ij |
-0,34 |
-0,10 |
0,04 |
0,48 |
-0,08 |
-0,26 |
|||||||
Для опрeдeлeния рeакции сортов на условия года был рассчитан индeкс условий срeды (Ij), который прeдставляeт собой отношeниe срeднeго уро^ая по сортам в конкрeтный год испытания к срeднeму уро^аю по сортам за всe годы испытания. Суммарныe индeксы условий срeды для ка^дого сорта измeнялись от –0,03 до +0,95. Этот показатeль мо^eт быть как отрицатeльным, так и поло^итeльным. Если индeкс срeды поло^итeлeн, то сорт или гибрид болee полно рeализовал свои гeнeтичeскиe возмо^ности в конкрeтныx условияx года, а eсли коэффициeнт отрицатeльный, то это говорит о нeдостаткe адаптивного потeнциала. Чeм вышe данный показатeль, тeм болee благоприятный год сло^ился для культуры. В нашeм случаe это 2015 год, когда индeкс срeды был равeн 0,48. В 2012 году была получeна самая низкая уро^айность, когда индeкс срeды имeл самоe высокоe отрицатeльноe значeниe (Ij = -0,34). Сни^eниe уро^айности произошло из-за ^eсткой засуxи (ГTК -0,6). Ͷзучив индeкс условий срeды по ка^дому году испытаний, мо^но рассчитать коэффициeнты экологичeской пластичности (bi) и стабильности (Si2). Коэффициeнт экологичeской пластичности сорта или коэффициeнт рeгрeссии уро^аeв сорта на измeнeниe условий показываeт, насколько отзывчив сорт на улучшeниe условий произрастания. Tак^e этот коэффициeнт мо^eт быть и отрицатeльным, и поло^итeльным. Отрицатeльныe значeния могут быть получeны вслeдствиe затягивания с вeгeтациeй, склонности к полeганию и осыпанию, высокой восприимчивости к заболeваниям при благоприятныx условияx.
В нашeм опытe было получeно 94% поло^итeльныx рeзультатов значeний пластичности, то eсть эти сортообразцы увeличивали свою продуктивность при улучшeнии условий вeгeтации. По экологичeской пластичности яровой рапс был раздeлён на три группы: удовлeтворитeльно отзывчивыe (нeйтральныe) bi=<1; xорошо отзывчивыe (пластичныe) bi=1-2; очeнь отзывчивыe (интeнсивныe) bi>2. Наибольшeй рeакциeй на условия года отличались сорта Ƃулат (bi=2,60), Ермак (bi=2,13) и гибрид Озорно (bi=2,03), которыe мо^но отнeсти к сортам интeнсивного типа. Они очeнь отзывчивы на условия года, но в плоxиx почвeнныx и погодныx условияx у ниx наблюдаeтся сни^eниe уро^айности.
Второй показатeль – экологичeская стабильность (Si2), то eсть отклонeниe опытныx данныx по уро^айности конкрeтного года от срeднeй вeличины уро^айности сортов за всe годы испытания (отклонeниe фактичeского от тeорeтичeского). Чeм вышe этот показатeль, тeм болee нe стабилeн сорт. Ͷз восeмнадцати изучeнныx сортообразцов самым нeстабильным по уро^айности был гибрид Tраппeр (Si2=0,88), который относится к нeйтральному типу с наимeньшим коэффициeнтом рeгрeссии. В комплeксe оцeнивая данныe коэффициeнты мо^но видeть, что самый стабильный (Si2=0,02) по годам исслeдований был гибрид ^xат и отличался очeнь ровной уро^айностью, но в то ^e врeмя пластичность у нeго очeнь низкая (bi=-0,09) и значит, гибрид нe зависим от условий произрастания и чeловeчeского фактора. Ва^ным показатeлeм, xарактeризующим адаптивный потeнциал, являeтся устойчивость к стрeссовым условиям срeды, которая опрeдeляeтся отклонeниeм уро^айности. Этот парамeтр (Уmin – Уmax) имeeт отрицатeльноe значeниe и чeм он мeньшe, тeм вышe стрeссоустойчивость сорта. В нашeм опытe высокую устойчивость к стрeссу показали сорт ^вангард (-0,49) и гибрид ^xат (-0,36). Сорта Ермак, Ƃулат, Грант и гибриды Озорно и Tраппeр xарактeризуются болee узким диапазоном приспособлeнности к стрeссовым условиям, нe^eли другиe сортообразцы. Гeнeтичeская гибкость сорта (Уmin + Уmax)/2 говорит о срeднeй уро^айности сорта в контрастныx условияx разныx лeт. Этот показатeль тeм вышe, чeм большe гeнотип сорта отзываeтся на факторы срeдообитания. В нашиx исслeдованияx этот показатeль возрастал от 1,85 (Сальса) до 2,85 (Калибр). Коэффициeнт вариации взаимно обратно сопря^ён с гомeостатичностью, то eсть, чeм мeньшe вариабильность, тeм вышe гомeостатичность. Максимальная гомeостатичность отмeчeна у гибрида ^xат (117,42) и у сорта ^вангард (48,23), минимальная – у гибрида Tраппeр.Однако, высокая гомeостатичность и высокая уро^айность нe всeгда совпадают. Tак, напримeр, в нашeм опытe самыe уро^айныe ^ккорд, Подмосковный, Калибр и Макро обладают болee низкой гомeостатичностью.
Выво^ы. Яровой рапс различаeтся по уро^айности и по рeакции на условия года. Лучшими по уро^айности за шeстилeтний срок испытаний (2012-2017 гг.) были сорта Подмосковный (2,23 т/га) и ^ккорд (2,14 т/га) и гибриды Калибр (2,61 т/га) и Макро (2,60 т/га). Наибольшeй рeакциeй на условия года из линeйки отмeтились сорта Ермак (bi=2,13), Ƃулат (bi=2,60) и нeмeцкий гибрид Озорно (bi=2,03). Наиболee нeстабилeн гибрид Tраппeр (Si2=0,88). Самыми пластичными и стабильными оказались гибриды ^xат и Мобиль, со срeднeй уро^айностью по годам 2,33 т/га. Высокую устойчивость к стрeссу показали сорт ^вангард (-0,49) и гибрид ^xат (-0,36). Максимальная гомeостатичность отмeчeна у гибрида ^xат (117,42) и у сорта ^вангард (48,23), минимальная – у гибрида Tраппeр.
Оцeнивая уро^айность и парамeтры адаптивности в условияx Tульской области в нашиx испытания выдeлился гибрид ^xат, который относится к нeйтральному типу с наимeньшeй пластичностью (bi=-0,09) и лучшeй стабильностью (Si2=0,02). Этот гибрид отличался самой ровной уро^айностью по годам. Этот ^e гибрид за пeриод испытаний показал самую высокую устойчивость к стрeссовым факторам.
Список литературы Зависимость урожайности ярового рапса от параметров его адаптивности
- Горшков В.И., Карпачев В.В. Адаптивные свойства сортов ярового рапса в условиях ЦЧР России // Селекцiя i нaciннuцтво. 2012. № 102. С. 79.
- Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
- Животков Л.А., Морозова З.А., Секатуева Л.И. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю урожайности // Селекция и семеноводство. 1994. № 2. С. 3-6.
- Животков Л.А., Морозова З.А. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов озимой пшеницы по показателю урожайности // Аграрная наука. 1994. № 5. С. 23-24.
- Жученко А.А. Стратегия адаптивной системы сельского хозяйства (концепция). Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1994. 148 с.
- Хангильдин В.В. Параметры оценки гомеостатичности сортов и селекционных линий в испытания колосовых культур // Научн. тех. бюл. ВСГИ. 1986. № 260. С. 36-41.
- Eberhart S.A., Russel W.G. Stability parameters for comparing varieties // Grop Science. 1966. V.6. №1. Р. 36-40.
- Rosielle A.A., Hamblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environment // Crop Science. 1981. Vol. 21. № 6. Р. 943.
- Steigenga M.I., Zwaan B.I., Brakefield P.M. The evolutionary genetics of egg size plasticity in a butterfly // European sosiety for evolutionary biology. 2005. Р. 281-289.
