close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Сервис мануал lg kz 17lz23 PDF;pdf

код для вставкиСкачать
УДК 633. 15: 575.3
А.В. Гульняшкин, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный
сотрудник;
С.С. Анашенков, научный сотрудник;
Д.В. Варламов, младший научный сотрудник,
ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства
Россельхозакадемии,
(350012, г. Краснодар, Центральная усадьба КНИИСХ, тел. 8-961-514-07-25,
[email protected])
РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ
АДАПТИВНОСТИ НОВЫХ РАННЕСПЕЛЫХ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ
В статье представлены результаты экспериментальных исследований по изучению
экологической адаптивности новых раннеспелых гибридов кукурузы (ФАО150-200),
созданных на основе перспективных самоопыленных линий селекции Краснодарского
НИИСХ. Учитывая существенную вариабельность нормы реакции генотипов в
зависимости от агроэкологических условий выращивания, экологическое сортоиспытание
лучших гибридов осуществлялось в различных почвенно-климатических зонах России
(северная и центральная зоны Краснодарского края; южная зона Ростовской области;
центральная
зона
Поволжья).
На
основании
полученных
данных
установлены
статистически достоверные различия (P<0,05) между экспериментальными гибридами по
признаку «урожайность зерна» в зависимости от широты изменчивости условий
агроэкологического фактора, генотипической вариабельности и генотип-средовых
эффектов
взаимодействий,
что
позволило
оценить
параметры
экологической
пластичности и стабильности по каждому отдельному генотипу. Комплексное изучение
новых раннеспелых гибридов кукурузы, основанное на методе регрессионного анализа
(Eberhart S.A., Russel W.A., 1966), с учетом средней урожайности и уборочной влажности
зерна, а также с использованием формул для определения селекционной ценности (Н.А.
Орлянский, 1999), позволило идентифицировать наиболее ценные по показателям
экологической пластичности и стабильности формы. С учетом данных показателей
лучшими
гибридами
для
условий
южных
регионов
России
являются:
(Kp098xКр0800)хКр0501; (Кр0229хКр0800)х Кр0381; (Кр0228xКр0811)хКр0480. Они
оптимально сочетают высокою продуктивность с низкой уборочной влажностью зерна,
независимо от различных почвенно-климатических условий выращивания. Выделенные
гибриды рекомендуются для дальнейшего изучения в системе конкурсного и
экологического сортоиспытаний в южных регионах РФ с целью их последующей
передачи в Государственное сортоиспытание.
Ключевые слова: кукуруза, гибрид, раннеспелость, адаптивность, урожайность
зерна, уборочная влажность зерна, экологическая пластичность и стабильность.
A.V. Gulnyashkin, Candidate of Agricultural Sciences, leading researcher;
S.S. Anashenkov, researcher,
D.V. Varlamov, junior researcher
SSE Krasnodar Research Institute of Agriculture of Russian Agroacademy
(350012, Krasnodar, Tsentralnaya Usadba of KRIA, tel.: 8-961-514-07-25,
[email protected])
STUDY RESULTS OF ECOLOGICAL ADAPTABILITY OF NEW EARLY
RIPENING HYBRIDS OF MAIZE
In the article these are presented the results of experiments in ecological adaptability of
new early ripening hybrids of maize (FAO 150-200), which are cultivated on the basis of
perspective self-pollinated lines selected by Krasnodar RIA. Taking into consideration existing
variability of genotype reaction on agroecological growing conditions ecological variety testing
of the best hybrids was carried out in different soil-climatic zones of Russia (northern and central
zones of Krasnodar Area; southern zone of Rostov region; central zone of Povolzhie). Based on
the received data these are determined statistically proved differences (P<0,05) among
experimental hybrids on “grain productivity” depending on latitude of variability of
agroecological factor, genotype variability and genotype-environmental effects of interactions,
which allows evaluating parameters of ecological plasticity and stability of each separate
genotype. Complex study of new early ripening hybrids of maize, based on the method of
regressive analysis (Eberhart S.A., Russel W.A., 1966), taking into consideration average
productivity and harvesting moisture of grain and use of formulas to determine selective value
(N.A. Orlyansky, 1999) gave an opportunity to identify the most valuable forms with ecological
plasticity and stability. Due to these figures the best hybrids in southern regions of Russia are
(Kp098xКр0800)хКр0501; (Кр0229хКр0800)х Кр0381; (Кр0228xКр0811)хКр0480. They
optimally combine high productivity with low harvesting moisture of grain, regardless from
different soil-climatic conditions growing conditions. Selected hybrids are recommended for
further study in the system of competitive and ecological variety testing in southern regions of
Russia to send them for State variety testing.
Keywords: maize, hybrid, early ripeness, adaptability, grain productivity, harvesting
moisture of grain, ecological plasticity and stability.
Введение. Интенсификация сельскохозяйственного производства на
современном этапе обусловливает ряд требований предъявляемых к сортам и
гибридам, основным из которых является устойчивость к экологическим
факторам среды, лимитирующим формирование потенциально возможной
продуктивности. Эта проблема на сегодняшний день носит первостепенный
характер и имеет большое теоритическое и практическое значение, особенно
в районах с резким проявлением неблагоприятных для растений элементов
климата [1]. В связи с этим совершенно очевидными являются актуальность
и целесообразность исследований по изучению и оценке экологической
пластичности
применения
и
и
стабильности
адаптивности
перспективных
к
реальным
гибридов,
сферы
их
природно-климатическим
ситуациям.
Цель
настоящей
экологической
работы
заключалась
в
комплексной
оценке
адаптивности новых раннеспелых гибридов кукурузы в
широком диапазоне почвенно-климатических условий.
Материалы и методы. Изучаемый материал был представлен 155
трехлинейными
гибридами,
полученными
в
системе
топкроссных
скрещиваний на основе преимущественно новых самоопыленных линий
селекции
Краснодарского
НИИСХ.
Для
сравнительного
анализа
экологической пластичности и стабильности отобрано 30 новых гибридов,
превысивших по урожайности зерна стандарт Краснодарский 194 МВ.
Изучаемый материал высевали в оптимальные для данной культуры
сроки на делянках с учетной площадью 9,8 м2, повторность – трехкратная.
Закладку опыта, наблюдения и учеты проводили согласно «Методике
полевых опытов с кукурузой» [2]. Оценку экологической пластичности и
стабильности
гибридов
кукурузы
проводили
на
основе
метода
регрессионного анализа по S.A. Eberhart и W.A. Russell [3] в методическом
изложении
селекционной
В.З. Пакудина и Л.М. Лопатиной [4]. Для определения
ценности
гибридов
и
линий
использовали
формулы,
предложенные Н.А. Орлянским [5]. Статистическую обработку данных
проводили с использованием программы AGROS версии 2.09 [6].
Основываясь
на
концепции
относительно
существенной
вариабельности нормы реакции генотипов в зависимости от изменяющихся
параметров внешних условий среды – экологическое сортоиспытание (ЭСИ)
лучших раннеспелых гибридов кукурузы осуществлялось в различных
почвенно-климатических условиях и зонах. Так, в период с 2011 по 2013
годы испытание новых гибридов проводили в условиях Краснодарского
НИИСХ – центральная зона Краснодарского края (г. Краснодар). В 2011 году
– на Северокубанской сельскохозяйственной опытной станции – северная
зона Краснодарского края (ст. Ленинградская). В 2012 году – в условиях
Всероссийского научно-исследовательского института зерновых культур им.
И.Г. Калиненко – южная зона Ростовской области (г. Зерноград). В 2013 году
– в условиях ФГБНУ РосНИИСК «Россорго» – центральная зона Поволжья
(г. Саратов).
Результаты. В связи с тем, что урожайность зерна является главным
интеграционным
показателем,
характеризующим
конечный
результат
взаимодействия генотип-среда, в процессе онтогенетического становления
продуктивности [1], данный признак использовали в качестве основного
критерия при оценке адаптивных свойств изучаемых гибридов.
На основании результатов двухфакторного дисперсионного анализа
(таблица 1) установлено достоверное влияние (P<0,05) агроэкологических
условий среды и взаимодействия «генотип-условия» на урожайность зерна
изучаемой группы гибридов, что является основанием для дальнейшего
проведения оценки параметров экологической пластичности и стабильности
по каждому отдельному генотипу.
1. Матрица статистических значений результата двухфакторного
дисперсионного анализа по признаку «урожайность зерна»
(по четырем пунктам, 2011-2013 гг.)
Дисперсия
Общая
Сумма
квадратов
116054,8
Степеней
свободы
557
Средние
квадраты
-
Fф
F 05
-
-
Повторений
Условия (А)
Генотип (В)
Взаимодействие (А х В)
Ошибка
19,1
93945,1
10407,8
5735,2
5947,5
2
5
30
150
370
18789,1
346,9
38,2
16,1
1168,8
21,6
2,38
-
2,24
1,49
1,25
-
Поскольку на сегодняшний день разработано довольно большое
количество методических подходов и параметров применительно к оценкам
экологической
адаптивности
генотипов,
в
литературных
источниках
приводится и различная трактовка соответствующих показателей. Не
вдаваясь в полемику данного вопроса, процитируем Пакудина В.З. и
Лопатину Л.М. [4], считающих, что «…наиболее приемлемой является
оценка сорта (гибрида), которая учитывает как общую его реакцию,
тенденцию на изменение условий, так и фактическое отклонение при его
испытаниях от этой тенденции».
Согласно Eberhart S.A. и Russel W.A. [3, коэффициент линейной
регрессии урожайности сорта на индексы среды (bi) характеризует общую
тенденцию
изменчивости
сорта
(пластичность)
в
рамках
условий,
складывающихся за годы исследований, а средний квадрат отклонений от
линии
регрессии
(Sdi2)
показывает,
насколько
стабильно
генотип
соответствует пластичности, которую оценивает коэффициент линейной
регрессии (bi).
Как следует из модели расчета, наиболее ценными являются те
гибриды, у которых bi >1, а Sdi2 стремится к нулю, они отличаются хорошей
отзывчивостью на улучшение условий выращивания и характеризуются
стабильной урожайностью. Гибриды с высокими значениями bi и Sdi2,
являются менее ценными, так как их высокая отзывчивость на улучшение
агрофона сочетается с низкой стабильностью по показателям продуктивности
в неблагоприятных условиях выращивания. Гибриды, у которых bi < 1 и
близко к нулю показатель Sdi2, характеризуются как полуинтенсивные формы
со слабой реакцией на улучшение агроусловий.
Приведенная в соответствии с методикой характеристика параметров
пластичности (bi) и стабильности (Sdi2) позволяет прогнозировать реакцию
изучаемых генотипов в реальных производственных условиях.
Результаты
оценки
и
интерпретация
параметров
адаптивности
наиболее перспективных гибридных комбинаций представлены в таблице 2.
2.Параметры экологической пластичности и стабильности лучших
раннеспелых гибридов кукурузы, ФАО 150-200
(среднее по четырем пунктам за 2011-2013 гг.)
Гибрид
Урожай- Уборочная
ность,
влажность
т/га
зерна, %
bi
Sdi2
Сц
Сиц
(0,9<b<1,1) - высокая фенотипическая стабильность
Краснодарский194МВ ст.
4,75
18,6
1,07
3,26
3691
94
(Кр0139хКр0823)хКр0345
5,23
17,8
1,09
3,99
4209
124
(Кр0228xКр0811)хКр0404
5,12
17,9
1,09
3,83
4154
119
(1,1<b<1,2) - интенсивная фенотипически высокостабильная форма
(Кр0228xКр0811)хКр0480
5,55
17,2
1,16
1,53
4850
156
(Кр0229хКр0800)хКр0381
5,58
17,4
1,20
2,95
4943
159
(Кр031xKp0802)хКр0501
5,22
17,6
1,12
3,42
4406
131
(1,2<b<1,3) - интенсивная форма с пониженной фенотипической стабильностью
(Кр0159xКр225)хКр0361
5,45
18,0
1,22
1,97
4927
149
(Кр0227xКр0803)хКр0166
5,39
17,6
1,23
1,61
4809
147
(Kp098xКр0800)хКр0501
5,59
17,9
1,26
3,60
5264
164
Среднее по опыту
4,77
17,8
НСР 05 (частных средних)
6,42
1,2
bi – пластичность; Si2 – стабильность; Сц – селекционная ценность; Сиц - селекционный
индекс ценности.
В соответствии с предлагаемой в методике интерпретацией [6] гибриды
(Кр0228xКр0811)хКр0480, (Кр0229хКр0800)хКр0381 и
хКр0501,
характеризуются
как
интенсивные
(Кр031xKp0802)
формы
с
высокой
фенотипической стабильностью (1,1< bi <1,2). При этом отклонение
дисперсии признака относительно линии регрессии у данных гибридов
является незначительным (Sdi2<5,0), что свидетельствует о высокой
стабильности их реакций в различных условиях выращивания. Такая
классификация позволяет говорить о высоких адаптивных свойствах
выделенных гибридов и указывает на возможность реализации их
генетического потенциала, не только в условиях интенсивных технологий
возделывания, но и в более широком спектре агроусловий. Гибриды
(Кр0159xКр225)хКр0361,
(Кр0227xКр0803)хКр0166
и
(Kp098xКр0800)хКр0501, характеризуются как интенсивные формы с
пониженной фенотипической стабильностью (1,2< bi <1,3). Величина
дисперсии в данном случае также характеризуется слабым отклонением
относительно
линии
(Sdi2<5,0).
регрессии
Приведенные
параметры
адаптивности свидетельствуют не только о высокой норме реакции гибридов
на положительные условия произрастания, но и об их более узкой
специализации
применительно
к
различным
(Кр0139хКр0823)хКр0345,
агроусловиям.
Гибриды
(Кр031xKp0802)хКр0162,
(Кр0228xКр0811)хКр0404, а также Краснодарский194 МВ обладают самыми
низкими значениями коэффициентов регрессии в изучаемой группе и в
соответствии с этим характеризуются как генотипы, обладающие высокой
фенотипической стабильностью (0,9<bi<1,1; Sdi2<5,0). Отличительным
свойством таких гибридов является исключительная способность более
низкого
темпа
снижения
продуктивности
при
ухудшении
условий
выращивания (низкий агрофон, биотические и абиотические стрессы).
Более наглядную реакцию генотипов на изменение условий дает метод
графического анализа линий регрессии урожайности (bi) на индексы условий
среды (Ij). В качестве примера на рисунке представлены линии регрессии
наиболее перспективных гибридов, относящихся к различным ранее
выделенным группам.
Линии регрессии урожайности гибридов в зависимости от условий
выращивания (2011-2013 гг.)
По
данным
графического
перспективных
анализа
гибридов
(Kp098xКр0800)хКр0501,
линии
регрессии
наиболее
(Кр0229хКр0800)хКр0381
характеризующихся
высокими
и
адаптивными
показателями, имеют сходный угол наклона и расположены параллельно
линии средней урожайности стандарта, но с существенным ее превышением
на вариантах с более благоприятными условиями среды. Линия регрессии
гибрида (Кр0139хКр0823)хКр0345 резко отличается по углу наклона от
линий регрессии высокопластичных гибридов, что свидетельствует о его
более высокой стабильности в реакции на различные агроэкологические
условия выращивания.
Аналогичные графики регрессий были получены для большинства
выделенных гибридов, относящихся к соответствующим группам.
В последние годы, наряду с величиной урожайности в системе
экологического сортоиспытания, немаловажное значение приобретают такие,
широко применяемые характеристики оценки гибридов кукурузы, как:
селекционный индекс (С и ) по В.С. Сотченко (1992); селекционная ценность
гибрида (С ц ) и селекционный индекс ценности (С иц ) по Н.А. Орлянскому
(2004). С учетом данных показателей лучшими гибридами для условий
южных
регионов
России
являются
(Kp098xКр0800)хКр0501;
(Кр0229хКр0800)хКр0381; (Кр0228xКр0811)хКр0480, характеризующиеся
оптимальным сочетанием высокой продуктивности с низкой уборочной
влажностью зерна в различных условиях выращивания.
Выводы. Таким образом, проведенное комплексное изучение новых
гибридов, основанное на методе регрессионного анализа с учетом средней
урожайности,
уборочной
влажности
определения
селекционной
и
ценности,
использованием
позволило
формул
для
классифицировать
изучаемые гибриды по их адаптивной способности. На основании
проведенных исследований был выделен ряд перспективных гибридных
комбинации, таких как (Кр0228xКр0811)хКр0480; (Кр0229хКр0800)хКр0381;
(Кр031xKp0802)х
Кр0501;(Кр0159xКр225)хКр0361;(Кр0227xКр0803)хКр0166;(Kp098xКр0800)х
Кр0501, обладающих высокими адаптивными свойствами, повышенной
продуктивностью
и
стабильностью
ее
формирования
в
различных
агроэкологических условиях выращивания. Лучшие раннеспелые гибридные
комбинации, такие как (Кр0228xКр0811)хКр0480, (Кр0229хКр0800)хКр0381
и (Kp098xКр0800)хКр0501, рекомендуются для дальнейшего изучения в
системе конкурсного и экологического сортоиспытаний в южных регионах
РФ с целью их последующей передачи в Государственное сортоиспытание.
Литература
1. Корзун,
О.С.
Адаптивные
особенности
селекции
и
семеноводства
сельскохозяйственных растений: пособие / О.С. Корзун, А.С. Бруйло. −
Гродно: ГГАУ, 2011. – 140 с.
2. Методические рекомендации по проведению опытов с кукурузой. –
Днепропетровск: ВНИИ кукурузы, 1980. – 36 с.
3. Eberhart, S.A. Stability parameters for comparing varieties / S.A Eberhart, W.A.
Russel // Crop. Sci. –1966. – V.6. – № 1. – Р.36-40.
4. Пакудин, В.З. Оценка экологической пластичности и стабильности сортов
сельскохозяйственных
культур
/
В.З.
Пакудин,
Л.М.
Лопатина
//
Сельскохозяйственная биология.-1984.-№4. – С.109-113.
5. Орлянский, Н.А. Корреляционный анализ в селекции ультрараннеспелых
гибридов кукурузы / Н.А. Орлянский, Д.Г. Зубко, Н.А. Орлянская, Г.Г.
Голева // Кукуруза и сорго. – 1999. – № 6. – С. 9-12.
6. Статистический и биометрико-генетический анализ в растениеводстве и
селекции. Пакет
программ AGROS,
версия
2.09.:
Руководство
пользователя / С.П. Мартынов. – Тверь, 1999. – 90 с.
Literature
1. Korzun, O.S. Adaptive peculiarities of selection and seed-growing of agricultural
crops: tutorial/ O.S. Korzun, A.S. Bruylo. – Grodno: GSAU, 2011. – 140 p.
2. Methodical recommendations in experiments with maize. – Dnepropetrovsk:
ARRI of maize, 1980. – 36 p.
3. Eberhart, S.A. Stability parameters for comparing varieties / S.A Eberhart, W.A.
Russel // Crop. Sci. -1966. - V.6. -№ 1. – Р.36-40.
4. Pakudin, V.Z. Evaluation of ecological plasticity and stability of agricultural
crops/ V.Z. Pakudin, L.M. Lopatina//Agricultural Biology. - 1984. - №4. – P.109113.
5. Orlyansky, N.A. Correlative analysis in selection of super early ripening hybrids
of maize/ N.A. Orlyansky, D.G. Zubko, N.A. Orlyanskaya, G.G. Goleva// Maize
and sorghum. – 1999. - № 6. – P. 9-12.
6. Statistic and biometrical genetic analysis in plant-growing and selection. Set of
programs AGROS, version 2.09.: User’s guidebook / S.P. Martynov. – Tver,
1999. – 90 p.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа