CC BY
84
Роль выживаемости растений в формировании зерновой продуктивности и оценке растительных ресурсов ячменя в центре Оренбургского Приуралья
Д.Н. Тишков, к.с.-х.н., А.Г. Крючков, д.с.-х.н., Н.И. Тишков, к.с.-х.н., ГНУ «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»
Роль выживаемости растений как биологического свойства сорта хорошо отражена в отечественной литературе (В.Д. Кобылянский и др., 1975; В.П. Кузьмин, 1978; А.Г. Крючков, 1998; А. А. Жученко, 2001).
В.Е. Писарев (1964) отмечал: «Сортовое различие по выживанию растений у различных экологических типов зерновых хлебов должно быть одним из важных факторов при формировании урожаев с единицы площади, так как этот момент в основном определяет конечную густоту стояния сорта, а следовательно, и его урожайность с единицы площади».
Биологическое свойство - выживаемость растений - определяется двумя субкомпонентами: сохранностью растений к уборке (отношение числа продуктивных растений к числу всходов на 1 м2 в %) и выживаемостью (отношение числа продуктивных растений к числу высеянных всхожих семян на 1 м2 в %).
Мы посчитали необходимым определить степень влияния этих показателей на формирование зерновой продуктивности сортов ячменя и установить, какой из них более подходит для оценки исходного и селекционного материала.
Анализ многолетних данных методом группировки (табл. 1) выявил одинаковый уровень сохранности растений (до 60%) у сортов донецкой и оренбургской селекции в годы с жесткой засухой (1975, 1995) в 6,7% лет и наиболее благоприятные годы с высокой сохранностью растений - 90% в 33,3% лет. Однако в средние годы (2 и 3 классы) донецкие сорта чаще оренбургских имеют пониженную сохранность растений - 61-70% в 16,7% лет против 6,7%, 71-80% в 16,7% лет против 10,0% у оренбургских сортов. Последние в большинстве случаев обладают сохранностью растений на уровне 81-91% (43,3% лет), у донецких сортов этот показатель наблюдается в 26,7% лет.
Продуктивность сортов равномерно растет до 5 класса, но в последнем классе при сохранности растений 90% раннеспелые сорта резко повышают урожайность зерна с 2,25 до 3,02 т с 1 га, среднеранние - лишь до 2,77 т с 1 га.
1. Урожайность стандартных сортов ячменя при различной сохранности растений (1971-2001 гг.)
п / п классы Сохран- ность растений, % Стандартные сорта донецкой селекции Стандартные сорта оренбургской селекции
число лет % лет средняя урожайность, т с 1 га годы и урожайность число лет % лет средняя урожайность, т с 1 га годы и урожайность
1 60 и < 2 6,7 0,35-0,42 0,38 1975(0,35), 1995(0,42) 2 6,7 0,27-0,61 0,44 1975(0,61), 1995(0,27)
2 61-70 5 16,7 0,41-1,76 1,26 1981(1,19), 1982(1,50), 1987(1,45), 1989(1,76), 1998(0,41) 2 6,7 0,91-1,57 1,24 1993(0,91), 1987(1,57)
3 71-80 5 16,7 1,37-2,85 1,86 1978(2,85), 1979(2,15), 980(1,46), 1988(1,37), 1991 (1,49) 3 10,0 1,62-2,45 1,99 1990(2,45), 1991(1,62), 1989(1,90)
4 81-90 8 26,7 0,90-3,52 2,25 1971(2,21), 1972(1,74), 1973(2,17), 1977(2,75), 1984(2,04), 1985(2,69), 1993(0,90), 1997(3,52) 13 43,3 0,68-3,56 2,21 1971(2,20), 1972(1,52), 1974(3,12), 1977(3,02), 1978(2,91), 1979(2,37), 1981(1,28), 1982(1,37), 1984(1,98), 1997(3,49), 1998(0,68), 1999(3,56), 2001(1,24)
5 91-100 10 33,3 1,46-4,73 3,02 1974(2,64), 1976(4,73), 1983(3,79), 1986(2,96), 1990(2,18), 1992(4,34), 1994(2,02), 1996(3,08), 1999(3,04), 2001(1,46) 10 33,3 1,50-4,42 2,77 1973(2,21), 1976(3,84), 1980(1,51), 1983(3,38), 1985(2,03), 1986(3,34), 1988(1,50), 1992(4,42), 1994(2,60), 1996(2,82)
Итого 30 100 0,35-4,73 2,16 1971-2001 гг. (без 2000 г.) 30 100 2,16 1971-2001 гг. (без 2000 г.)
Корреляционно-регрессионный анализ показал, что продуктивность всех сортов ячменя находится в тесной криволинейной зависимости от сохранности растений к уборке - ^ух = 0,944 и ^у1х1 = 0,946 (табл. 2), которые описываются соответствующими уравнениями в 89% случаев. Варьирование признаков по сортам отмечается в незначительных пределах.
2. Зависимость урожайности сортов ячменя от сохранности растений к уборке (1971-2001 гг.)
№ п / п Коррелируемые величины Параметры величин (М±С) V, % Лух Б
факт. теор.01
Сорта донецкой селекции
1 Сохранность растений к уборке, % (х) 34,4-97,5 81,3±16,1 19,8
2 Урожайность зерна, т с 1 га (у) 0,14-3,36 2,13±0,82 38,6 0,944 8,82 2,26
У = 4,4952Е-05х24328±0 = 0,28; Кд = 89,0%
Сорта оренбургской селекции
3 Сохранность растений к уборке, % (хх) 33,0-96,4 83,7±14,3 17,1
4 Урожайность зерна, т с 1 га (у1) 0,48-3,28 2,15±0,72 33,5 0,946 8,83 2,29
У1 = 2,5977-8,8755Е-0,2х+9,6962Е-0,4х2±С = 0,24; Кд = 89,4%
Теоретический максимум урожайности зерна при сохранности растений к уборке - 91% составляет: у донецких сортов 2,65 т, оренбургских - 2,79 т с 1 га, при сохранности 97% соответственно - 3,0 т и 3,16 т с 1 га (рис. 1).
Группировка урожайности сортов в зависимости от выживаемости растений по классам, в отличие от предыдущей, распределила массив данных более равномерно (табл. 3). При этом выживаемость растений до 60% наблюдается у ран -неспелых сортов Донецкий 4 и Донецкий 8 в 25,9% лет, среднеранних Оренбургский 35 и Оренбургский 11 - в 22,2% лет. Совершенно одинаковое число лет у всех сортов во втором (выживаемость 61-70%) и третьем (выживаемость 71-80%) классах - 14,8 и 18,5% лет соответственно. Интересен тот факт, что в первом классе сорта представлены одними и теми же годами, во втором и третьем классах они совершенно различны. Это еще раз указывает на то, насколько сложны и мало предсказуемы процессы саморегуляции в зависимости от сортовых особенностей и условий среды.
При выживаемости до 60% сорта формируют практически одинаковую урожайность зерна -1,19-1,14 т с 1 га (рис. 2). Дальнейший рост урожайности с увеличением процента выживаемости у среднеранних сортов происходит более равномерно по сравнению с раннеспелыми сорта-
34,00 42,29 50,17 58,06 65,95 73,84 81,72 89,61 97,50 Сохранность растений к уборке, % (донецкая селекция)
0,360 =
33,00 40,92 48,85 56,77 64,70 72,62
х
47 96,40
Сохранность растений к уборке, % (оренбургская селекция)
Рис. 1 - Зависимость урожайности сортов ячменя от сохранности растений к уборке
уу
0,315
24,00 33,13
42,25 51,37 60,50 69,63 78,75 87,87 97,00 Выживаемость растений, % (донецкая селекция)
0,24323,00 31,88 40,75 49,62 58,50 67,37 76,25 85,12 94,00
Выживаемость растений, % (оренбургская селекция)
Рис. 2 - Зависимость урожайности сортов ячменя от выживаемости растений
у
у
х
х
3. Урожайность стандартных сортов ячменя при различной выживаемости растений (1974-2001 гг.)
№ клас- са Выжива- емость растений, % Стандартные сорта донецкой селекции Стандартные сорта оренбургской селекции
число лет % лет средняя урожайность, т с 1 га годы и урожайность число лет % лет средняя урожайность, т с 1 га годы и урожайность
1 60 и < 7 25,9 035-1,76 1,19 1975(0,35), 1982(1,50), 1987(1,45), 1988(1,37), 1989(1,76), 1995(0,42), 2001(1,46) 6 22,2 0,27-1,62 1,14 1975(0,61), 1980(1,51), 1987(1,57), 1991(1,62), 1995(0,27), 2001(1,24)
2 61-70 4 14,8 0,41-1,49 1,14 1980(1,46), 1981(1,19), 1991(1,49), 1998(0,41) 4 14,8 0,91-2,45 1,69 1988(1,50), 1989(1,90), 1990(2,45), 1993(0,91)
3 71-80 5 18,5 0,90-2,96 2,31 1978(2,85), 1979(2,15), 1985(2,69), 1986(2,96), 1993(0,90) 5 18,5 0,68-3,02 2,03 1997(3,02), 1979(2,37), 1981(1,28), 1996(2,82), 1998(0,68)
4 81-90 5 18,5 2,04-4,73 2,96 1976(4,73), 1977(2,75), 1984(7,04), 1990(2,18), 1996(3,08) 9 33,3 1,37-3,84 2,85 1974(3,12), 1976(3,84), 1978(2,91), 1982(1,37), 1984(1,98), 1985(2,03), 1986(3,34), 1997(3,49), 1999(3,56)
5 91 и> 6 22,2 2,02-4,34 3,22 1974(2,64), 1983(3,79), 1992(4,34), 1994(2,02), 199(3,52), 1999(3,04), 3 11,1 2,60-4,42 3,47 1983(3,38), 1992(4,42), 1994(2,60)
Итого 27 100 0,35-4,73 2,17 27 100 0,27-4,42 2,21
ми и достигает максимума при выживаемости 90% - 3,47 т с 1 га. Максимум урожайности у раннеспелых сортов составляет 3,22 т зерна с 1 га, т.е. ниже на 0,25 т с 1 га.
Математический анализ данных выявил очень сильную криволинейную зависимость зерновой продуктивности от выживаемости растений =
0,964 и "пу1х1 = 0,960), приблизительно одинаковую у всех сортов ячменя (табл. 4). Эти связи описываются соответствующими уравнениями у донецких сортов в 92,9%, оренбургских - 92,1% случаев.
4. Зависимость урожайности сортов ячменя от выживаемости растений (1974-2001 гг.)
№ п / п Коррелируемые величины Параметры величин (М±С) V, % Лух Б
факт. теор.0,
Сорта донецкой селекции
1 Выживаемость растений, % (х) 24-97 72,22±19,73 27,3 - - -
2 Урожайность зерна, т с 1 га (у) 0,33-3,79 2,16±0,95 44,0 0,964 13,49 2,39
У = х / (67,0800-0,4132х)±0 = 0,26; Кл = 92,9%
Сорта оренбургской селекции
3 Выживаемость растений, % (х1) 23,0-94 72,44±18,22 25,1 - - -
4 Урожайность зерна, т с 1 га (у1) 0,47-3,64 2,20 ± 0,90 40,9 0,960 12,14 2,39
У1 = 0,2890 ■ 1,0270х±0 = 0,26; Кд = 92,1%
Теоретический максимум урожайности зерна может быть достигнут у раннеспелых сортов при выживаемости растений 91% - 3,05 т, 97% - 3,57 т
с 1 га, среднеранних соответственно - 3,14 и 3,71 т с 1 га.
Сопоставление полученных результатов по сохранности растений на единицу площади перед уборкой и выживаемости с зерновой продуктивностью указывает на то, что установленные параметры по всем показателям можно успешно использовать для оценки исходного и селекционного материала, прогнозирования урожайности, при построении моделей сортов и т.д.
Однако для того, чтобы точнее определить адаптивные возможности номера или сорта, выживаемость растений является наиболее оптимальным показателем. Выживаемость, теснее связанная с общим продуктивным процессом, -более объективный критерий, который точнее характеризует уровень адаптивного потенциала культуры, сорта в силу того, что она охватывает весь период жизни растения: от прорастания семени до созревания.
Изучение образцов мировой коллекции ячменя в питомнике исходного материала показало различную способность сортов выживать в местных условиях. Выживаемость у сортообразцов колебалась за годы изучения от полной гибели до 85%. Образцы, выделившиеся по выживаемости растений с повышенной продуктивностью, приведены в таблице 5. Сортообразцы, приведенные в таблице, представлены преимущественно двумя экологическими группами - степной и западноевропейской. Вполне закономерно, что сорта степного экотипа имеют более высокие стабильные показатели по сравнению с западноевропейскими сортами.
5. Продуктивность коллекционных образцов ячменя с повышенной выживаемостью растений (2000-2002 гг.)
Выживаемость, % Урожайность, г с 1 м2
№ п/п № по ката- Сортообразец Разно- вид- Происхож- дение образ- отклонение от ближайшего стандарта образ- отклонение от ближайшего стандарта
логу ность ца Донецкий 8 Оренбургский 11 ца Донецкий 8 Оренбургский 11
1 30244 Камышинский 23 medicum Волгоградская обл. 79,4 + 19,4 + 16,0 163 + 15,6 + 12,4
2 30451 Зерноградский 770 nutans Ростовская обл. 78,3 + 18,3 +14,9 168 + 19,1 + 15,9
3 30452 Задонский 8 medicum -//- 67,4 +9,1 0,0 158 +6,4 -4,4
4 30242 Скиф submedi- cum Самарская обл. 75,7 + 14,0 + 14,4 166 + 18,6 +16,1
5 15008 Местный nudum Дагестан 73,1 +25,0 + 12,4 128 +7,0 -15,6
6 29669 Maresi nutans Германия 66,0 -10,0 +0,5 154 -7,8 +1,0
7 30465 Halla -//- -//- 66,8 +5,1 +18,0 176 + 12,5 -1,1
8 30471 Viking -//- -//- 81,1 +9,9 + 17,9 214 +13,1 +6,6
9 30399 896/80 -//- Чехия 61,4 -3,2 + 10,8 172 +10,5 -3,5
10 29661 Baillarge erectum Франция 67,7 -8,0 +2,0 215 +13,5 +7,0
11 29822 Mikeperesi nutans Венгрия 56,6 -12,0 +3,2 168 +8,3 -5,9
12 28031 S-352 -//- Мексика 59,1 -3,4 +3,6 106 +2,0 -2,8
Однако тот факт, что сорта, созданные в зонах благоприятного климата, обладают выживаемостью и способностью формировать зерновую продуктивность на уровне стандартных сортов и выше, заслуживает самого пристального внимания в плане дальнейшего, более глубокого их изучения и активного привлечения в селекционный процесс.
Литература
1. Жученко А.А. Адаптивная система селекции растений: (Эко-лого-генетические основы): Моногр: В 2-х т. - М: Изд-во РУДН, 2001. - Т.1-2.
2. Кобылянский В.Д., Катерова А.Г., Лапиков Н.С. Изменчивость и наследование основных хозяйственно-полезных признаков у озимой ржи // Тр. по прикл. бот., ген. и сел. - 1975. - Т.55. -Вып. 3. - С.157-169.
3. Крючков А.Г. Проблемы повышения устойчивости производства зерна // Наука и хлеб. - Оренбург, 1998. - Вып. 5. - С.6-22.
4. Кузьмин В.П. Яровой ячмень // Вопросы селекции сельскохозяйственных культур: Избр. тр. - Алма-Ата: Кайнар, 1978. -С.61-164.
5. Писарев В.Е. Селекция зерновых культур // Избр. работы. -М.: Колос, 1964. - 314 с.
