CC BY
46
в/
СОРТА И СЕМЕНА
о
N О N
Ш
S ^
ш и
ш ^
2
ш м
doi: 10.24411/0044-3913-2020-10407 УДК 633.15 : 631.26 (571.63)
Многокритериальная гибридов кукурузы в Приморского края
оценка условиях
Е. С. БУТОВЕЦ, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: otdelsoy@mail.ru) Н. А. КРАСКОВСКАЯ, кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник И. Н. ДАНИЛЕНКО, аспирант, младший научный сотрудник Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки, ул. Воложенина, 30, пос. Тимирязевский, Уссурийск, Приморский край, 692539, Российская Федерация
Исследования проводили с целью интегральной оценки высокопродуктивных гибридов кукурузы для выделения лучших из них в условиях Приморского края. Работу выполняли в 2017-2018 гг. Почва опытного участка - лугово-бурая отбеленная. Метеорологические условия периода вегетации в годы исследований были благоприятными для роста и развития кукурузы. Материалом для работы служили 22 гибрида кукурузы разных групп спелости иностранной и отечественной селекции. Стандарт - гибридная популяция Славянка. Анализ гибридов осуществляли по семи признакам: урожайность, уборочная влажность зерна, масса 1000 зерен и одного початка, высота растений и прикрепления нижнего початка, выход зерна. Рассчитывали стандартные отклонения, весовые коэффициенты, интегральные оценки гибридов. Многокритериальная оценка основана на подсчете средневзвешенной суммы нормированных отклонений признаков от заданного селекционером вектора их желательных значений (идеала). Образец с наименьшей оценкой считали лучшим. Высокая урожайность отмечена у гибридов Р 9241 (10,1 т/га), Р 9074 (10,1), Делитоп (9,7), Си Новатоп (9,9), превысивших стандарт на 110,4...114,9 %. Низкой уборочной влажностью зерна, на 6,4.8,6 % меньше стандарта, характеризовались образцы Р 7054 (22,1 %), Си Ротанго (24,1), Байкал (23,2), Бирсу (22,9), НУР(21,9). Лучшими по интегральной оценке оказались 18 гибридов кукурузы (от -5,9 до -1,7). Самой низкой (-5,9) она была у гибридов - Си Новатоп, Р 8688 и Р 7054. Динамика и скорость роста главного побега кукурузы зависела от года исследований и генотипа. На начальных этапах развития (фаза образования 7. 9
листа) преимуществом по высоте растений характеризовались раннеспелый Р 7054 и среднеспелый Си Новатоп - 25,3.37,7см. В дальнейшем Си Новатоп и Р 8688 обошли в росте раннеспелый гибрид Р 7054.
Ключевые слова: Приморский край, кукуруза (Zea mays L.), гибрид, урожайность, метод многокритериального выбора, идеал гибрида, интегральная оценка, динамика и скорость роста побега.
Для цитирования: Бутовец Е. С., Кра-сковская Н. А., Даниленко И. Н. Многокритериальная оценка гибридов кукурузы в условиях Приморского края // Земледелие. 2020. № 4. С. 26-28. doi: 10.24411/00443913-2020-10407.
В мировом производстве кукуруза - ведущая культура по урожайности, площади посева и валовому сбору зерна [1, 2]. Ее уникальность состоит в высокой потенциальной продуктивности и универсальности использования. Зерно кукурузы характеризуется многообразием пищевого, фуражного и промышленного назначения, из него производят более 270 наименований различной продукции. В качестве фуражной культуры кукуруза лидирует среди зерновых благодаря высокой питательности [3, 4] .
В Приморском крае кукурузу выращивают как на зерно, так и на силос. Благодаря росту урожайности и увеличению посевных площадей валовой сбор ее зерна в регионе в 2019 г составил 291,2 тыс. т [5].
Рентабельность возделывания культуры зависит от комплекса факторов, к числу которых относят правильный выбор гибридов. Современный рынок предлагает целый спектр гибридов, различающихся по срокам спелости, потенциалу урожайности, влагоотдаче и другим показателям.
Цель исследований - интегральная оценка высокопродуктивных гибридов 1
кукурузы различного происхождения для возделывания в производстве и использования в селекционном процессе с учётом региональных особенностей.
Работу выполняли в ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» в 2017-2018 гг Метеорологические условия периода вегетации в годы исследований были благоприятными для роста и развития кукурузы. Гидротермический коэффициент (ГТК) в оба года превышал 2,5 (табл. 1).
Почва опытного участка - лугово-бурая отбеленная тяжелосуглинистая, содержание органического вещества (ГОСТ 2623-91) - 3,8...4,4 %, легко-гидролизуемого азота (ГОСТ Р 585962019) - 35 мг/100 г почвы, Р2О5 и К2О (ГОСТ Р 54650-2011) - 11,1 и 11,6мг/100 г почвы соответственно, рН солевой вытяжки (ГОСТ 26483-85) - 5,6 ед., степень насыщенности основаниями (ГОСТ 27821-88) - 98 %.
В качестве материала для исследования были выбраны 22 гибрида кукурузы разных групп спелости, иностранной (9 шт. компании Pioneer, 5 шт. компании Singenta) и отечественной (1 шт. ФГБНУ «ДВНИИСХ», 3 шт. ФГБНУВНИИ кукурузы, 3 шт. НПО «Семеноводство Кубани») селекции. Стандартом служила гибридная популяция Славянка, созданная в ФГБНУ «ФНЦ агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки» и районированная в Дальневосточном регионе.
Агротехника - общепринятая в Приморском крае, ширина междурядий 70 см, густота стояния - 70 тыс. шт./га [6]. Опыт заложен согласно методике полевого опыта Б. А. Доспехова (М., 2014). Повторность - трехкратная, расположение делянок - рендомизированное, площадь делянки - 28 м2.
Для изучения динамики и скорости линейного роста главного побега выбраны, выделившиеся в результате интегральной оценки гибриды Р 7054 (ФАО 160), Си Новатоп ( ФАО 240), Р 8688 (ФАО 270). Высоту растений измеряли, начиная с фазы образования 7.9 листа, на десяти закрепленных растениях 1 раз в 10 дней до окончания роста главного побега; при последнем замере определяли высоту прикрепления нижнего початка и количество листьев. Исследования проводили согласно методическим рекомендациям
Гидротермические условия периодов вегетации культуры (по данным агрометеостанции «Тимирязевский»)
Год Сумма температур выше 10 0С Количество осадков, мм ГТК
2017 2714,3 724,4 2,67
2018 2643,8 752,4 2,85
Гибрид Урожайность, т/га Уборочная влажность зерна, % Масса, г Высота, см Выход зерна, % Интегральная оценка
1000 зерен одного початка растения прикрепления нижнего початка
Славянка (Б1.) 4,7 30,5 284,1 167,5 216,5 72,8 85,7 0,1
Си Новатоп 9,9 26,4 310,2 174,5 231,9 84,2 88,4 -5,9
Р 8688 8,6 27,8 273,6 231,1 248,1 86,4 88,2 -5,9
Р 7054 7,2 22,1 276,7 149,1 224,2 80,5 87,7 -5,9
Р 7709 7,1 26,4 307,9 164,2 220,3 73,2 87,1 -4,9
Си Ротанго 8,1 24,1 258,7 157,2 226,2 66,9 86,5 -4,2
Делитоп 9,7 28,6 292,1 165,3 232,7 79,5 87,9 -4,1
Р 9175 8,9 35,4 334,7 216,9 240,1 88,5 87,6 -3,9
Р 8816 8,7 30,9 281,1 177,3 249,3 93,0 88,6 -3,9
НК Фалькон 9,1 27,9 296,2 166,4 233,8 72,4 85,1 -3,8
Р 8451 8,9 30,1 290,4 159,9 243,6 91,9 87,7 -3,8
НК Гитаго 8,2 28,2 276,5 159,2 239,5 78,1 86,3 -3,5
Байкал 5,5 23,2 242,5 140,0 214,7 73,9 82,6 -3,0
Р 9241 10,1 34,4 281,8 206,9 251,7 82,3 87,2 -2,7
Ладожский 175 МВ 7,6 29,7 295,2 165,3 196,4 61,5 86,4 -2,5
Р 9074 10,1 34,1 278,7 195,7 246,6 87,5 86,4 -2,3
КС 178СВ 6,0 28,3 217,6 141,8 250,1 97,2 86,6 -2,2
Р 8523 4,3 27,9 268,3 180,6 250,4 94,8 88,5 -2,0
Ладожский 250 7,0 31,5 259,0 173,9 216,1 74,2 86,6 -1,7
Ладожский 181 МВ 5,4 35,4 274,8 178,1 227,4 72,8 86,6 1,0
Бирсу 3,3 22,9 240,6 111,5 191,7 64,4 81,7 2,2
Нур 3,3 21,9 228,6 84,5 142,4 29,6 85,2 3,6
Р 8400 9,1 47,4 275,7 165,7 233,3 82,3 88,9 3,6
НСР05 1,5 7,9 49,9 29,3 17,5 12,5 4,1
Стандартное отклонение 2,1 5,6 26,7 31,1 24,8 14,3 1,8
Весовой коэффициент 2,275 -2,275 0,700 0,700 0,350 0,350 0,350
Идеал (модель) 7,0 25,0 200,0 130,0 180,0 60,0 82,0 0,0
ВИР [7, 8]. Экспериментальные данные обрабатывали методом дисперсионного анализа (Б. А. Доспехов, М., 2014).
Как правило, выбор перспективного образца осложняет необходимость оценки по множеству количественных и качественных признаков. Анализ зачастую проводят отдельно по каждому из них, однако такой подход не позволяет учитывать одновременно всю совокупность признаков. Поэтому для полной и всесторонней оценки по комплексу хозяйственно важных признаков и свойств гибридов целесообразно применять многокритериальный метод, разработанный в 80-е гг. С. П. Мартыновым пшенице, который основан на использовании средневзвешенной суммы нормированных отклонений от оптимальной модели (идеала) гибрида [9].
Оценивали комплекс таких хозяйственно ценных признаков, как урожайность, уборочная влажность зерна, масса 1000 зерен и одного початка, высота растений и прикрепления нижнего початка, выход зерна.
Для расчета использовали следующую формулу:
SD=IH( /,-х, /s, = EH<8/s..
1=1 1 ^ ) 1 *=i ill
где iи Xj - желательный уровень i-го признака и его фактическое значение у гидрида; W - весовой коэффициент; S - стандартное отклонение; 5 - отклонение i-го признака у гибрида от желательного значения; N - число признаков. У лучшего гибрида величина SD минимальная в опыте.
Весовые коэффициенты W позволяют селекционеру легко изменять
относительную важность той или иной группы хозяйственных признаков. В общем случае весовые коэффициенты признаков, относящихся к к-ой группе, определяли выражением:
где рк - заданный вклад к-ой группы в интегральную оценку гибрида; пк - число признаков в к-ой группе; N - общее количество признаков; G -количество групп.
Алгоритм многокритериального выбора гибридов включает следующие процедуры: построение доверительных интервалов с использованием НСР05; подсчет стандартных отклонений ^ для каждого признака; построение вектора желательных значений и; назначение весовых коэффициентов Wl; вычисление интегрального критерия по формуле, ранжирование гибридов по величине SD.
В программе многокритериальной оценки при задании идеала (модели) гибрида руководствовались следующим: по урожайности и количественным признакам желательны наивысшие значения; по уборочной влажности зерна ограничение - не больше 25 %. Заданный идеал гибрида кукурузы и весовые коэффициенты показателей устанавливали самостоятельно по наибольшим величинам одного из испытуемых номеров. Ранжирование сортов осуществляли относительно идеала (интегральная оценка - это отклонение от идеала).
Изучаемые гибриды характеризовались разнообразием по величине основных хозяйственно ценных признаков. Значительное варьирование
(Cv=28,9 %) отмечено по урожайности зерна. К высокоурожайным (табл. 2) отнесены Р 9241 (10,1 т/га), Р 9074 -(10,1 т/га), Си Новатоп (9,9 т/га) и Делитоп (9,7 т/га).
Уборочная влажность зерна - один из основных показателей, определяющих пригодность гибридов кукурузы к возделыванию в конкретном регионе [10]. Самой низкой она была у гибридов селекции компании Pioneer - Р 7054 (22,1 %) и компании Singenta - Си Ротанго (24,1 %). Среди отечественных гибридов выделились Байкал (23,2 %), Бирсу (22,9 %) и НУР (21,9 %).
Высота растений варьировала от 142,4 см (НУР) до 251,7 см (Ладожский 250 МВ). Высота прикрепления нижнего початка у всех образцов (за исключением НУР) превышали величину этого показателя у идеала на 1,5.. .37,2 см, что позволяет исключить потери энергетически наиболее ценной части урожая при уборке.
Наилучшая интегральная оценка, превышавшая идеал гибрида (0) зафиксирована у 18 образцов кукурузы (от -5,9 до -1,7). Наибольшей (-5,9) она была у гибридов Си Новатоп (компания Singenta), Р 8688 и Р 7054 (компания Pioneer).
Гибрид Р 8400, превосходивший стандарт Славянка по урожайности на 4,4 т/га и «модель» - 2,1 т/га, оказался на последнем месте, так как один из важных показателей «влажность зерна при уборке» превышал заданный параметр идеала почти в 2 раза. Кроме него по результатам ранжирования из дальнейшего тестирования будут исключены гибриды Ладожский 181 МВ, Бирсу, Нур, потому как их интегральная
Ы (D 2 ü
(D
д
(D
5
(D
-Ь
О м о
3. Динамика роста главного побега гибридов кукурузы, см
Гибрид ФАО Год Дата учета
27.06 1 7.07 1 17.07 1 27.07 6.08 15.08
Р 7054 160 2017 2018 26,2 36,9 48,7 68,0 92,0 108,0 153,2 182,1 224,5 220,0 230,1 222,0
Си Новатоп 240 2017 25,3 55,1 85,6 158,9 240,2 255,8
2018 37,7 65,3 104,3 172,3 215,3 223,6
Р 8688 270 2017 2018 25,1 34,1 50,9 62,3 84,5 97,0 174,1 174,3 250,8 224,5 256,9 245,3
оценка (от 1,0 до 3,6) ниже, чем у стан- Динамика и скорость роста главного дарта Славянка (0,1). побега кукурузы зависела от года ис-
Для разработки правильной техноло- следований и генотипа. На начальных гии возделывания и прогнозирования этапах развития (фаза образования 7.9 4. Скорость роста главного побега гибридов кукурузы, см/сут.
Гибрид ФАО Год Дата учета
27.06-6.07l 7.07-16.07117.07-26.07 27.07-5.08 6.08-15.08
Р 7054 160 2017 2,3 4,3 6,1 7,1 0,6
2018 3,1 4,0 7,4 3,8 0,2
Си Новатоп 240 2017 3,0 3,1 7,3 8,1 1,6
2018 2,8 3,9 6,8 4,3 0,8
Р 8688 270 2017 2,6 3,4 9,0 7,7 0,6
2018 2,8 3,5 7,7 5,0 2,1
силосной и зерновой продуктивности кукурузы необходимо знание особенностей формирования генеративных и вегетативных органов растений. Динамика роста главного побега лучших по интегральной оценке гибридов кукурузы Р 7054 (ФАО 160), Си Новатоп (ФАО 240), Р 8688 (ФАО 270) зависела от года исследований и генотипа. На начальных этапах развития наибольшую высоту растений отмечали у раннеспелого гибрида Р 7054 и среднеспелого гибрида Си Новатоп, у которых она варьировала в зависимости от года от 25,3 до 37,7 см. В дальнейшем Си Новатоп и Р 8688 обгоняли в росте раннеспелый Р 7054. Наибольшая конечная высота растений отмечена у гибрида Р 8688 (табл. 3).
Скорость линейного роста главного побега кукурузы также находилась в зависимости от генотипа и условий года исследований. Наибольшей она была в период между 17 и 26 июля и варьировала в 2017 г от 6,1 см в сутки у раннеспелого гибрида Р 7054 до 9,0 см у среднеспелого Р 8688 (табл. 4). В 2018 г наибольшая скорость роста также отмечена у гибрида Р 8688 - 7,7 см со снижением ко времени последнего учета до 2,1 см.
Снижение интенсивности ростовых процессов у всех гибридов наблюдали приблизительно с 6 августа - через 6.8 дней после цветения початков. Таким образом, цветение початков в условиях Приморского края не сопровождалось завершением прироста главного побега, который некоторое ^ время увеличивается в высоту благода-° ря интеркалярному росту междоузлия «¡t растений, от которых отходят побеги, ^ несущие продуктивные початки [11]. о» Таким образом, по интегральной | оценке идеал превзошли 18 образцов кукурузы (от -5,9 до -1,7). Самой лучшей ® (-5,9) она была у гибридов Си Новатоп S (компания «Singenta»), Р 8688 и Р 7054 $ (компания «Pioneer»).
листа) самыми высокими были растения раннеспелого гибрида Р 7054 и среднеспелого Си Новатоп - 25,3.37,7 см. В дальнейшем Си Новатоп и Р 8688 превосходили раннеспелый гибрид Р 7054 в росте. Наибольшая высота отмечена у среднеспелого гибрида Р 8688.
Литература.
1. Организационно-экономические предпосылки развития производства и реализации зерна кукурузы в странах БРИКС / Н. Д. Аварский, Г. Е. Быков, В. Г Быков и др. // Экономика сельского хозяйства России. 2017. № 1. С. 73-85.
2. Надточаев Н., Холодинская Н., Во-лодькин Д. Роль кукурузы в мировом производстве зерна // Белорусс. Сел. Хоз-во. 2018. № 1. С. 45-48.
3. Сотченко В. С. Состояние и перспективы семеноводства кукурузы // Кукуруза и сорго. 2014. № 1. С. 3-8.
4. Химический состав и питательность комбинированных силосов из кукурузы и многолетних бобовых трав / Н. Н. Зенько-ва, Н. П. Разумовский, И. В. Сучкова и др. // Ученые записки УО ВГАВМ. 2019. Т. 55. Вып. 2. С. 118-121.
5. ЕМИСС государственная статистика [Электронный ресурс]. URL: https://www. fedstat.ru/ (дата обращения 21.10.2019 г).
6. Система ведения агропромышленного производства Приморского края / А. К. Чайка, Н. В. Чайка, Ю. С. Капустин и др.; РАСХН, ДВНМЦ, ПримНИИСХ. Новосибирск: РПО СО РАСХН, 2001. 364 с.
7. Изучение и поддержание образцов коллекции кукурузы : метод. указания / ВАСХ-НИЛ, Л.: ВИР, 1985. 49 с.
8. Методические указания по селекции кукурузы / сост. Б. П. Соколов, И. И. Ивах-ненко, П. П. Домашнев и др. М.: ВАСХНИЛ, 1982. 56 с.
9. Мартынов С. П. Метод многокритериального выбора на заключительном этапе селекции растений (методика) // С.-х. биология. 1987. № 6. С. 122-124.
10. Ward J. K., Henry W. B, Nock M. W. Variability in harvest moisture and drydown in multi-hybrid planting systems // Amer.soc. of agriculture and boil. engineering. St. Joseph (Mich.) 2016. Vol. 59. №>. 5. Pp. 1111-1115.
11. Физиология сельскохозяйственных растений / Физиология кукурузы и риса / отв. ред. Тома Б. А. Рубин. М.: Изд-во МГУ 1969. Т V. 416 с.
Multicriterion estimation of corn hybrids under conditions of the Primorsky Krai
E. S. Butovets, N. A. Kraskovskaya, I. N. Danilenko
Chaika Federal Scientific Center for Agrobiotechnology of the Far East, ul. Volozhenina, 30, pos. Timiryazevskii, Ussuriisk, Primorskii krai, 692539, Russian Federation
Abstract. The studies aimed to an integrated assessment of highly productive maize hybrids to select the best of them under conditions of the Primorsky Krai. The work was carried out in 2017-2018. The soil of the experimental plot was meadow-brown bleached one. Meteorological conditions during the growing seasons were favourable forthe growth and development of maize. Twenty-two hybrids of maize of different ripeness groups of foreign and domestic breeding were the material forthe work. The standard was Slavyanka hybrid population. The hybrids were analyzed according to seven criteria: yield, grain harvesting moisture, the weight of 1000grains, the weight of one ear, plant height, the height of the attachment of the lowest ear, grain output. We calculated standard deviates, weighting factors, integral estimates ofhybrids. A multicriterion assessment is based on the calculation of the weighted average sum of the normalized deviations of the signs from the vector of their desired values (ideal) set by the breeder. The lowest rated sample was considered the best. High yields were observed in hybrids R9241 (10.1 t/ha), R 9074 (10.1 t/ha), Delitop (9.7 t/ha), Si Novatop (9.9 t/ha), which exceeded the standard by 110.4-114.9%. Samples R 7054 (22.1%), Si Rotango (24.1%), Baikal(23.2%), Birsu (22.9%), NUR (21.9%) were characterized by low grain harvest moisture, it was less by 6.4-8.6% than in the standard. Eighteen maize hybrids turned out to be the best in the integrated assessment(from -5.9 to -1.7). The lowest(-5.9) score was in Si Novatop, R 8688 and R 7054 hybrids. The dynamics and growth rate of the main stem of maize depended on the weather conditions and genotype. At the initial stages of development (the phase of formation of the 7th-9th leaves), the early-ripening R 7054 and mid-ripening Si Novatop were characterized by the better height of plants:25.3-37.7cm. Subsequently, Si Novatop and R8688became higher than early-ripening R 7054.
Keyword: Primorsky Kray; maize (Zea mays L.); hybrid; yield; multicriterion selection method; hybrid ideal; integral estimation; dynamics and growth rate of the stem.
Author Details: E. S. Butovets, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow(e-mail: otdelsoy@ mail.ru); N. A. Kraskovskaya, Cand. Sc. (Agr.), chief research fellow; I. N. Danilenko, post graduate student, junior research fellow.
For citation: Butovets ES, Kraskovskaya NA, Danilenko IN. [Multicriterion estimation of corn hybrids under conditions of the Primorsky Krai]. Zemledelije. 2020;(4):26-8. Russian. doi:10.24411/0044-3913-2020-10407.
