CC BY
11
УДК 635.25/.26:631.95:635-152:631.559(571.15)
С. В. Жаркова
ОЦЕНКА СРЕДЫ КАК ФОНА ДЛЯ ОТБОРА ОБРАЗЦОВ ЛУКА РЕПЧАТОГО В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ АЛТАЙСКОГО ПРИОБЬЯ
АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, БАРНАУЛ
S. V. Zharkova
ENVIRONMENTAL ASSESSMENT AS A BACKGROUND FOR SELECTION OF ONION IN THE CONDITIONS OF THE FOREST-STEPPE OF THE ALTAI PRIOBYA ALTAI STATE AGRICULTURAL UNIVERSITY, BARNAUL
Аннотация. Показано, что условия года неравноценны для отбора по различным признакам продуктивности, поэтому нельзя использовать данные одного года для успешной селекционной работы. Необходимо иметь данные за несколько лет испытания и ежегодно дополнять их результатами, полученными в оцениваемой среде. Для проведения более эффективной селекционной работы следует использовать среды испытания с анализирующим фоном.
Ключевые слова: лук репчатый; среда испытания; продуктивность; экологическая устойчивость; типичность среды; дифференцирующая способность среды; отбор.
Сталина Владимировна Жаркова
Stalirn Vladimirovna 7Иагкоуа доктор сельскохозяйственных наук [email protected]
Введение. Окружающая среда играет важную роль в реализации генотипа, а их взаимодействие характеризуется как реакция генотипа на среду испытания. Основной смысл понятия «адаптация» - приспособление биологических систем (как процесс и результат) к среде, т. е. это и функциональное соответствие организации живой системы условиям внешней среды, совокупность морфологических, поведенческих, популяционных и других особенностей, обеспечивающих возможность специфического образа жизни в определённых условиях, и процесс изменений в структуре и функциях организма, переходный процесс, вызванный сменой среды или отдельных её факторов, реакция на изменение условий среды и ответ
- новым равновесным состоянием в этой среде [1; 2].
В современном производстве сельскохозяйственной продукции важно использование сортов в соответствии с уровнем энергоёмкости применяемых технологий. Один из путей решения этой проблемы
- возделывание сортов с учётом их адаптивности и стабильности [3].
Влиянию внешней среды на формирование хозяйственно ценных признаков луковых культур исследователи постоянно уделяли внимание. В послед-
Abstract. It is shown that conditions of the year aren't equivalent for the selection according to the various signs of productivity that is why it is impossible to use data of one year for the successful selection work. It is necessary to have data within some years and annually complete them with the results received in the estimated sphere. For carrying out more effective selection work it is necessary to use test areas with the analyzing background.
Keywords: onion; test areas; efficiency; ecological stability; typicalness of the environment; the differentiating ability of the environment; selection.
нее время появились публикации об изменчивости признаков при селекции на адаптивность [4-7].
Эффективность отбора на различных этапах селекционного процесса во многом зависит от правильного выбора фона, на котором ведётся селекция [8]. Оценка в одном пункте позволяет определить наиболее часто формирующийся селекционный фон в течение трёх-четырёх лет, полная характеристика генотип-средовых отношений определяется при более длительном изучении среды.
Цель наших исследований - оценка среды при длительном испытании генотипов лука репчатого в условиях лесостепи Алтайского Приобья.
Территория зоны проведения исследований, согласно почвенно-географическому районированию, включена в подзону черноземов обыкновенных, умеренно засушливой и колочной степи (южной лесостепи).
Климатические условия в годы проведения исследований были таковы, что позволили оценить селекционный материал и выявить особенности роста, развития и продуктивность образцов. По количеству осадков за период май-август годы проведения опытов можно разделить на засушливые - от 100 до 200 мм (1997, 1999, 2003, 2004), умеренно засушливые -от 200 до 300 мм (1996, 1998, 2001, 2005-2007) и нормально влажные - 300 мм и более (2000, 2002).
По сумме положительных температур за вегетационный период из 11 наблюдаемых лет отмечено семь лет с суммой температур ниже среднемного-летнего значения (2240 0С) (1996, 1997, 2001, 2002, 2004, 2005, 2006, 2007). Показатели колебались от 1958 0С до 2465 0С. В целом, сумма активных температур в годы исследований, соответствовала сумме температур, необходимых для роста и развития лука репчатого (1800 0С).
18 Научный журнал Вестник Курганской ГСХА
Методика исследований. Материалом исследований служили: отечественные и зарубежные образцы лука репчатого из коллекции ВНИИР, сорта и гибриды лука репчатого ФГБНУ «Западно-Сибирская овощная опытная станция» ВНИИ овощеводства, местные формы (Алтайский край, Новосибирская, Кемеровская, Томская области).
Экспериментальная работа выполнена: в 1996— 2007 гг. в лаборатории селекции и семеноводства луковых культур ФГБНУ «Западно-Сибирская овощная опытная станция» ВНИИ овощеводства.
Для оценки среды, как фона для отбора, использовали методику А. В. Кильчевского и Л. В. Хотылевой (1985). По этой методике вычисляли, по специальной фортран-программе, разработанной в вычислительном центре Института генетики и цитологии АН РФ, и анализировали параметры среды испытания: 8ек - относительная дифференцирующая способность, ^ - типичность среды, ^ - продуктивность среды [8].
Повторность в опытах четырёхкратная, расположение делянок рендомизированное. Площадь делянки - 5,4 м2.
Оценка образцов по признакам проводилась по «Методическим указаниям по селекции луковых культур», «Методике государственного сортоиспытания с/х культур», «Методике полевого опыта» [9-11].
Результаты исследований. При оценке среды лесостепи Алтайского Приобья как фона для отбора лука репчатого на стабильную продуктивность нами установлено, что в течение 11 лет повторяемость параметров ^ (продуктивность) по «общей урожайности», «товарной урожайности» и «массе луковицы» по годам испытания различная. Результаты испытаний первых пяти лет показывают, что среда в основном сред-непродуктивна. Затем один год (2001) она высокопродуктивна. Увеличение срока испытаний до 11 лет показало, что среда зоны в основном среднепродуктив-на. Следовательно, расчет параметра продуктивности среды, по любому показателю признаков продуктивности культуры, по результатам четырёх-шестилетне-го испытания даёт представление о возможном характере продуктивности среды (таблица 1).
Для выявления потенциала продуктивности лука репчатого в пункте испытаний желательно формировать более продуктивную среду, как фона для отбора, или включить в сеть испытания другие более информативные по продуктивности пункты.
Дифференцирующая способность среды меняется по годам испытания. Воздействие на растения экологического фона по признаку «общая урожайность» в основном нивелирующее (1996, 1998, 2000-2002, 2007 гг.), 4 года стабилизирующее (1997, 1999, 2003, 2004 гг). По признаку «товарная урожайность» 5 лет формировался стабилизирующий фон (1997, 1999, 2002-2004 гг.), 4 года нивелирующий (1996, 2000, 2001, 2007 гг.). По массе луковицы фон в основном (6 лет - 1996, 2002-2005, 2007 гг.) был стабилизиру-
Таблица 1 - Основные параметры среды для общего, товарного урожая и массы луковицы лука репчатого (лесостепь Приобья, Алтайский край)
Год испытания X ^к 8ек <к
Общая урожайность, т/га
1996 31,0 2,36 6,32 0,18
1997 29,62 0,97 10,39 0,80
1998 31,47 2,83 9,46 0,38
1999 29,83 1,19 10,36 0,55
2000 31,97 3,32 5,24 0,61
2001 40,06 11,41 6,45 0,60
2002 26,82 -1,83 8,08 -0,00
2003 21,44 -7,20 13,23 0,84
2004 29,51 0,86 12,47 0,53
2005 13,76 -14,89 27,88 0,25
2007 29,62 0,97 8,19 -0,08
Товарная урожайность, т/га
1996 27,98 2,68 7,28 0,44
1997 28,09 2,79 10,62 0,68
1998 27,43 2,13 23,61 0,57
1999 28,77 3,46 12,10 0,49
2000 30,70 5,40 7,21 0,62
2001 38,95 13,65 7,23 0,36
2002 19,26 -6,05 18,43 -0,08
2003 16,68 -8,62 15,48 0,48
2004 27,53 2,23 13,62 0,39
2005 6,51 -18,80 78,30 0,32
2007 26,44 1,74 9,84 0,06
Масса луковицы, г
1996 94,42 -9,61 12,65 0,89
1997 100,25 -3,78 21,38 0,85
1998 122,75 18,72 9,00 0,81
1999 119,75 15,72 8,71 0,54
2000 125,00 20,97 9,52 0,85
2001 143,75 39,72 8,05 0,61
2002 84,08 -19,94 12,75 0,49
2003 80,83 -23,19 14,14 0,52
2004 102,42 -1,61 12,30 0,90
2005 78,21 -25,82 19,78 0,37
2007 92,83 -11,19 11,95 0,58
ющий, четыре года нивелирующий (1998-2001). Дестабилизирующее действие среды - способность среды дифференцировать генотипы по признакам «общая урожайность» и «товарная урожайность» была отмечена в 2005 году, а на признак «масса луковицы» - в 1997. Преобладающий характер взаимодействия «среда х генотип» выражена в проявлении стабилизирующего, реже нивелирующего фона. Такой фон более пригоден для ведения селекционной работы на последних этапах и семеноводства. Для выявления полиморфизма популяций и определения разнообразия генотипов на начальных этапах селекции необходимо вести ежегодный контроль за параметром 8ек Только при подтверждении уровня дифференцирую-
щего действия экологического фона в год проведения испытаний, результаты оценки можно считать достоверными. Для повышения эффективности оценки экологической устойчивости генотипов по данным признакам следует использовать среды испытания с анализирующим фоном.
Типичность среды в наших исследованиях является более константным параметром, чем продуктивность и дифференцирующая способность. Уже по двух-четырёхлетним результатам можно говорить о характеристике типичности среды, в основном повторяющейся в последующие годы.
По нашим результатам типичность среды в зоне проведения испытаний - средняя. Высокая типичность фона по признаку «товарная урожайность» была отмечена в 1997 и 1998 годах, по «массе луковицы» - 1996-1998, 2000 и 2004 годы. Из этого следует, что параметр ^ (типичность среды) также следует ежегодно контролировать.
По полученным данным можно выделить среды, где типичность среды сочеталась с высокой дифференцирующей способностью: для «общего урожая» это 1997 и 2003 годы, для «товарной урожайности» -1997, 1998 и 2003 годы, для «массы луковицы» - 1996, 1997 и 2004 годы. Эти среды, для каждого признака отдельно, обладали высокой предсказующей способностью. А условия 1997 года наиболее типичны для всех изученных признаков.
Нами была определена корреляционная зависимость между основными параметрами среды (таблица 2).
Коэффициенты корреляции между ^ и Бек по признакам «общая и товарная урожайность» имеют сильную отрицательную связь (-0,85 и -0,80, соответственно). Сильная прямая положительная корреляция у ^ и Бек по «общей урожайности и массе луковицы» (0,77 и 0,84, соответственно). Таким образом, связь всех признаков с Бек сильная, причём с повышением дифференцирующей способности среды её продуктивность снижается, а типичность увеличивается.
Выводы. 1 Для выявления потенциала продуктивности лука репчатого в пункте испытаний желательно формировать более продуктивную среду, как фона для отбора, или включить в сеть испытания другие более информативные по продуктивности пункты.
2 Для повышения эффективности оценки экологической устойчивости генотипов по данным признакам следует использовать среды испытания с анализирующим фоном.
3 Условия года неравноценны для отбора по различным признакам, поэтому нельзя использовать данные одного года для успешной селекционной работы. Необходимо иметь данные за несколько лет испытания и ежегодно дополнять их результатами, полученными в оцениваемой среде.
Таблица 2 - Корреляционная зависимость показателей адаптивности среды длительного испытания образцов лука репчатого в условиях лесостепи Алтайского Приобья
Общая урожайность
X. 1к
X. 1
1 1
-0,48 -0,48 1
Б. -0,85 -0,85 0,77 1
Товарная урожайность
X. 1к
X. 1
1 1
-0,34 -0,34 1
Б. -0,80 -0,81 0,60 1
Масса луковицы
X.
X. 1
1 1
1к -0,20 -0,20 1
-0,68 -0,68 0,84 1
X. - значение признака; ^ - продуктивность среды; ^ - типичность среды; 8ек - относительная дифференцирующая способность.
Список литературы
1 Жученко А. А. Адаптивный потенциал культурных растений. Эколого-генетические основы. - Кишинев, 1988.
- 766 с.
2 Добруцкая Е. Г., Антошкин А. А., Агафонов А. Ф.. Оценка разнообразия селекционного материала лука репчатого ВНИИССОК по адаптивности, показателям продуктивности и качеству пр одукции // Гавриш. - 2008. - № 4. - С. 33-36.
3 Пивоваров В. Ф., Добруцкая Е. Г., Балашова Н. Н. Экологическая селекция сельскохозяйственных растений, -М., 1994. - С. 247.
4 Научные основы интродукции, селекции и агротехники лука шалота в Западной Сибири / Е. Г. Гринберг [и. др.].
- Новосибирск, 2009. - 207 с.
5 Водянова О. С. Луки. - Алматы : «Кайнар», 2007. - 364 с.
6 Жаркова С. В., Гринберг Е. Г., Добруцкая Е. Г. Адаптивность и стабильность лука шалота // Современное состояние и перспективы развития селекции и семеноводства овощных культур : мат. докл., сообщ. междунар. симпозиума к 85-летию ВНИИССОК : в 2-х т. ВНИИССОК / под ред. В. Ф. Пивоварова. - М., 2005. - Т. 1. - С. 196-201.
7 Кильчевский А. В., Хотылева Л. В. Генотип и среда в селекции растений. - Минск : Наука и техника, 1989. - 190 с.
8 Кильчевский А. В., Хотылева Л. В. Метод оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды. Сообщение 1. Обоснование метода // Генетика. - Минск, 1985. - Т. 21. - № 9. - С. 1481 - 1490.
9 Методические указания по селекции луковых культур.
- М., 1997. - 27 с.
10 Методика государственного сортоиспытания с/х культур. - М., 1975. - С. 87-121.
11 Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1979. - 415 с.
