CC BY
33
Сортовые особенности использования яровой
V X V
пшеницей минеральных удобрений
A.П. Головоченко, д.с.-х.н, Н.А. Головоченко, м.н.с,
B. В. Глуховцев, д.с.-х.н., ГНУ Поволжский НИИСС им. П.Н.Константинова
Для селекционеров и агрономов хозяйств важно знать особенности сортовых реакций на внесение удобрений, которые выражаются величиной и стабильностью прибавок урожайности, улучшением показателей качества зерна.
Цель исследований: построить сортовые модели зависимости урожайности от доз удобрений, вносимых при посеве, условий вегетации растений яровой пшеницы и на их основе оценить сорта по стабильности и величине эффекта удобрений.
Методика исследований. В течение 2003—2007 гг. в опыте участвовало 8—10 районированных и перспективных новых сортов яровой мягкой пшеницы. Удобрения (азофоска) разбрасывались перед культивацией с последующим посевом сортов с нормой высева 5,0 млн. всхожих семян на 1 га. Спектр доз удобрений по величине действующего вещества МРК составлял 48—280 кг/га при соотношении №Р:К = 1:1:1. Каждый вариант полевого опыта высевался на делянках 22—25 м2 в 4-х повторениях на полях селекционного севооборота № 1 Поволжского НИИСС. Посев, уход, учеты, наблюдения проводились согласно методикам Госкомиссии по сортоиспытанию, фитопатологических оценок [1—3]. Метеоданные получены с метеопоста Самарской ГСХА.
Результаты исследований. Многолетний опыт позволил впервые построить сортовые модели и определить количественные эффекты припосев-ных удобрений в виде прибавок урожайности относительно контроля без удобрений по каждому сорту в зависимости от индекса внешней среды (ИВС) [4] и доз действующего вещества по сумме МРК удобрений.
Расчет эффектов удобрений ( У) был проведен на основе параболических регрессионных уравнений связи урожайности сортов (У) с индексами внешней среды сортов по вариантам опыта (Х1) за период 2003—2007 гг. и дозами д.в. суммы МРК кг/га азофоски (Х2) (1—5).
Сорт Прохоровка:
У = 82,4342-316,5564 ■ Х1+0,0807 ■ Х2+ +330,5915 ■ Х1 ■ Х1 - 0,1394 ■ Х1 ■ Х2 -
-0,000129 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); (1)
У = 0,0807 ■ Х2 - 0,1394 ■ Х1 ■ Х2 --0,000129 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); коэффициент детерминации 99,55%, множественное корреляционное отношение 0,988; выборка п = 9; Бэмп = 133,674 > Бкр01 = 27,49, функция
адекватна эмпирическим данным на 1%-ном уровне значимости; Х1 {0,218; 0,558}, У {7,7; 30,9}, Х2 {0; 280}.
Сорт Кинельская 60:
У = 21,6480+14,6249 ■ Х1+0,0290 ■ Х2--73,6771 ■ Х1 ■ Х1 - 0,0540 ■ Х1 ■ Х2+
+0,000108 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); (2)
У = 0,0290 ■ Х2-0,0540 ■ Х1 ■ Х2+ +0,0000108 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); коэффициент детерминации 91,35%, множественное корреляционное отношение 0,956; выборка п = 15; Рэмп = 19,017 > Бкр01 = 4,92, функция адекватна эмпирическим данным на 1%-ном уровне значимости; У {10,4; 28,0}, Х1 {0,195; 0,506}; Х2 {0; 280}.
Сорт Кинельская 61:
У = 17,2224+42,7048 ■ Х1+0,00795 ■ Х2--111,1446 ■ Х1 ■ Х1—0,00183 ■ Х1 ■ Х2-
-0,0000151 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); (3)
У = 0,00795 ■ Х2 - 0,00183 ■ Х1 ■ Х2-0,0000151 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); коэффициент детерминации 95,95%, множественное корреляционное отношение 0,9796; выборка п = 12; Бэмп = 28,482 > Бкр01 = 8,37, функция адекватна эмпирическим данным на 1%-ном уровне значимости; У {8,1; 23,5}, Х1 {0,218; 0,546}; Х2 {0; 280}.
Сорт Кинельская нива:
У = 24,2184+23,5513 ■ Х1+0,0342 ■ Х2--99,5590 ■ Х1 ■ Х1—0,00127 ■ Х1 ■ Х2-
0,000736 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); (4)
У = 0,0342 ■ Х2-0,00127 ■ Х1 ■ Х2+ +0,0000736 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); коэффициент детерминации 92,03%, множественное корреляционное отношение 0,9593; выборка п = 15; Бэмп = 20,794 > Бкр01 = 4,92, функция адекватна эмпирическим данным на 1%-ном уровне значимости; У {11,3; 30,3}, Х1 {0,168; 0,514}; Х2 {0; 280}.
Сорт Грекум 3835:
У = 31,7603-46,4080 ■ Х1+0,0510 ■ Х2+
+ 14,4848 ■ Х1 ■ Х1-0,0908 ■ Х1 ■ Х2-
-0,0000696 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); (5)
У = 0,0510 ■ Х2-0,0908 ■ Х1 ■ Х2--0,0000696 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); коэффициент детерминации 94,35%, множественное корреляционное отношение 0,971; выборка п = 12; Бэмп = 20,050 > Бкр01 = 8,37, функция адекватна эмпирическим данным на 1%-ном уровне значимости; У {12,9; 26,3}, Х1 {0,194; 0,482}; Х2 {0; 280}.
Для сортов Тулайковская 5, Кинельская отрада, Эритроспермум 5032/1 не найдены адекватные функции, поэтому для их описания подходит
общая функция (6), адекватная для всей совокупности сортов опыта.
У = 28,4740-19,7963 ■ Х1+0,0355 ■ Х2--30,6347 ■ Х1 ■ Х1-0,0572 ■ Х1 ■ Х2-
-0,000026 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га); (6)
У = 0,0355 ■ Х2-0,0572 ■ Х1 ■ Х2--0,000026 ■ Х2 ■ Х2, (ц/га).
По функциям (1-6) сделан расчет прибавок урожайности для сортов в условиях благоприятного 2007 г. (ИВС = 0,190), среднего 2004 г. (ИВС = 0,264) и экстремального 2005 г. (ИВС = 0,510) при нарастающих дозах удобрений (50-250 кг д.в. МРК на 1 га) (табл. 1). На основе данных табл. 1 построены графики зависимости прибавок урожайности ( У) от доз удобрений для сортов опыта по трем различающимся условиями вегетации годам исследований (рис. 1).
Полученные данные позволяют оценить пластичность сортов по величине эффектов и степени стабильности прибавок урожайности ( У) в разные годы от внесения удобрений и отзывчивость сортов на дозы удобрений в благоприятных условиях вегетации. Рисунок 1 показывает, что сорт Кинельская нива (№ 4) во все годы стабильно и на повышенном уровне (1,5—3,9) ц/га давал прибавки урожайности в диапазоне доз азофоски 50-250 кг д.в. МРК на 1 га.
Сорт Прохоровка имел повышенные прибавки урожайности на удобрения только в благоприятный год (2,3—5,3 ц/га), в средний по условиям год они были существенно ниже (1,7—3,1 ц/га), а в засушливый год у сорта отмечен отрицательный эффект удобрений. Причем внесение удобрений свыше 150 кг/га по д.в. МРК вызывало у Прохоровки снижение прибавок урожайности от достигнутого максимума.
В благоприятный год сорт Грекум 3835 (№ 5) давал прибавки урожайности, близкие по величине к Кинельской ниве (1,5—4,1 ц/га). Ухудшение условий внешней среды снижало у сорта эффекты удобрений в средний год до 1,2—2,9 ц/га, в засушливый год — от 0,2 до 0 ц/га.
У сорта Кинельская 60 (№ 2) отмечено почти прямолинейное нарастание прибавок урожайности при увеличении доз удобрений в благоприятный и средний годы: соответственно 0,9—5,2 и 0,7—4,2 ц/га. Однако в диапазоне 50—170 кг д.в. МРК на 1 га он давал меньше прибавки урожайности, чем сорта Кинельская нива, Грекум 3835, Прохоровка. В условиях засухи 2005 г. сорт Ки-нельская 60 существенно уступил Кинельской ниве по эффекту удобрений: 0,2—1,3 ц/га против 1,5—3,8 ц/га.
Сорт Кинельская 61 во все годы слабо отзывался на внесение удобрений: прибавки урожайности 0,3—0,9 ц/га стабильно воспроизводились сортом независимо от условий лет.
Применительно к реакции сортов на внесение удобрений представляется возможным оценить их
У, ц/га 2007 г.
У, ц/га 2005 г.
Рис. 1 - Характер изменения прибавок урожайности У сортов яровой пшеницы (№ 1-6) в различных погодных условиях лет при дозах удобрений 50-250 кг д.в. ИРК на 1 га
Примечание: 1 — Прохоровка, 2 — Кинельская 60, 3 — Кинельская 61, 4 — Кинельская нива, 5 — Грекум 3835, 6 — среднее по сортам
стабильность, пластичность и отзывчивость. Сильное взаимодействие сорта с условиями внешней среды и дозами удобрений снижает оценку стабильности сорта. Чем стабильнее и выше прибавки урожайности в многообразии условий лет, тем более эффективен сорт по использованию питательных веществ удобрений.
Высокий отклик по урожайности на удобрения в благоприятный год и низкий отклик в за-
1. Сортовые прибавки урожайности яровой пшеницы от припосевных минеральных удобрений в условиях благоприятного (2007 г.), среднего (2004 г.) и экстремального (2005 г.) годов
Сорт Индекс внешней среды (Х1) Прибавка урожайности (ДУ, ц/га) при дозах д.в. №К удобренй, кг/га (Х2)
50 100 150 200 250
Благоприятный 2007 г.
Прохоровка 0,205 2,28 3,92 4,92 5,26 4,97
Кинельская 60 0,205 0,92 1,90 2,93 4,02 5,16
Кинельская 61 0,205 0,34 0,61 0,80 0,91 0,95
Кинельская нива 0,168 1,52 2,66 3,44 3,85 3,90
Грекум 3835 0,190 1,51 2,68 3,50 3,97 4,09
Среднее 0,190 1,17 2,20 3,11 3,89 4,53
Средний 2004 г.
Прохоровка 0,293 1,67 2,70 3,08 2,81 1,90
Кинельская 60 0,274 0,74 1,53 2,37 3,27 4,23
Кинельская 61 0,284 0,33 0,59 0,77 0,88 0,91
Кинельская нива 0,245 1,51 2,65 3,43 3,83 3,87
Грекум 3835 0,247 1,25 2,16 2,72 2,93 2,79
Среднее 0,264 0,95 1,78 2,48 3,04 3,48
Экстремальный 2005 г.
Прохоровка 0,550 -0,12 -0,89 -2,30 -4,35 -7,05
Кинельская 60 0,491 0,15 0,36 0,62 0,93 1,30
Кинельская 61 0,540 0,31 0,59 0,70 0,79 0,80
Кинельская нива 0,508 1,49 2,62 3,38 3,77 3,79
Грекум 3835 0,476 0,22 0,08 -0,40 -1,23 -2,40
Среднее 0,510 0,25 0,37 0,36 0,23 -0,04
Примечание: «среднее» по сортам означает, что для расчета прибавок урожайности была взята модель (6) для всех сортов опыта за 2003—2007 гг. по всем вариантам доз удобрений
2. Ранжирование сортов яровой пшеницы по стабильности использования удобрений, вносимых при посеве. Поволжский НИИСС, 2003—2007 гг.
Показатель Прохо- ровка Кинельская 60 Кинельская 61 Кинельская нива Грекум 3835 Среднее по 10 сортам
Абсолютная величина коэффициента регрессии при компоненте «Х1 ■ Х2» 0,1394 0,0540 0,00183 0,00127 0,0908 0,0572
Ранг стабильности сорта 6 3 2 1 5 4
Примечание: 1) Х1 — индекс внешней среды, Х2 — дозы удобрений; 2) более низкое число ранга соответствует более высокой стабильности сорта; 3) более низкой величине коэффициента регрессии соответствует более низкое число ранга
сушливый год свидетельствуют о низкой стабильности сорта, с одной стороны, и высокой отзывчивости сорта на удобрения в благоприятные условия вегетации — с другой.
Модели (1—6) позволяют оценить долю урожайности, связанную с взаимодействием «дозы удобрений индекс внешней среды» у сортов яровой пшеницы через коэффициент регрессии. Чем выше его величина, тем ниже стабильность сорта по реакции на удобрения в разных условиях внешней среды. Сорта ранжируются по стабильности использования удобрений через оценку величины коэффициента регрессии при компоненте «Х1-Х2» (табл. 2).
По разности между прибавками урожайности в благоприятный и экстремальный годы при разных дозах удобрений можно судить об отзывчивости сорта. Чем выше разность, тем более
отзывчив сорт на повышенный агрофон. Сорта ранжируются по отзывчивости на удобрения через оценку разности прибавок урожайности в контрастные по условиям годы (табл. 3).
К сортам, отличающимся стабильной эффективностью использования удобрений в различные по условиям годы, отнесены Кинельская нива (ранг 1), Кинельская 61 (2), Кинельская 60 (3). Эти сорта оказались менее отзывчивыми на благоприятные условия в силу слабой зависимости по усвоению удобрений от условий вегетации. Стабильность сортов проявилась на разных уровнях прибавок урожайности: на высоком уровне (1,5—3,9 ц/га) — у Кинельской нивы, на низком уровне (0,3—0,9 ц/га) — у Кинельской 61, на среднем уровне (0,2—4,2 ц/га) — у Кинельской 60.
Наименее стабильные сорта по использованию удобрений были самыми отзывчивыми на их
3. Ранжирование сортов яровой пшеницы по отзывчивости на удобрения, вносимые при посеве. Поволжский НИИСС, 2003—2007 гг.
Сорт, ранг отзывчивости сорта Разность прибавок урожайности в благоприятный (2007 г.) и экстремальный (2005 г.) годы, ц/га при дозах удобрений кг д.в. МРК на 1 га Средний ранг
50 100 150 200 250 сумма рангов
1. Прохоровка 2,28 3,92 4,92 5,26 4,97 - -
ранг 1 1 1 1 1 5 1
2. Кинельская 60 0,77 1,54 2,31 3,09 3,86 - -
ранг 4 4 4 4 4 20 4
3. Кинельская 61 0,03 0,02 0,10 0,12 0,15 - -
ранг 5 6 5 5 5 26 5
4. Кинельская нива 0,03 0,04 0,06 0,08 0,11 - -
ранг 6 5 6 6 6 29 6
5. Грекум 3835 1,29 2,60 3,50 3,97 4,09 - -
ранг 2 2 2 2 3 11 2
6. Среднее по сортам 0,92 1,83 2,75 3,66 4,53 - -
ранг 3 3 3 3 2 14 3
Примечание: 1) чем выше разность прибавок урожайности в благоприятный и экстремальный годы, тем выше ранг, ниже число ранга; 2) чем ниже сумма рангов, тем выше средний ранг, ниже число ранга; 3) чем ниже число ранга, тем выше отзывчивость сорта на удобрения в благоприятные годы.
внесение в благоприятный по условиям год: сорта Прохоровка (ранг 1) и Грекум 3835 (2).
Большая группа сортов, не определенная по сортовым уравнениям, попала в группу средних с рангами по стабильности 4, по отзывчивости 3. Это сорта Тулайковская 5, Кинельская отрада, Эритроспермум 5032/1, Кинельская краса, Аль-бидум 4412.
В условиях богарного земледелия вполне конкурентоспособными являются сорта с комбинацией различных значений показателей: предпочтительны высокостабильные по использованию
удобрений с высоким уровнем прибавки урожайности, а также сорта для интенсивного агрофона с высокой отзывчивостью на удобрения.
Литература
1. Гешеле, Э.Э. Методическое руководство по фитопатологической оценке зерновых культур. Одесса: ВСГИ, 1971. 78 с.
2. Методика государственного испытания сельскохозяйственных культур. Вып. 1. Общая часть / под ред. д.с.-х.н. М.А. Федина. М., 1985. 269 с.
3. Методика государственного испытания сельскохозяйственных культур. Вып. 2. Зерновые, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры. М.: Колос, 1971. 239 с.
4. Головоченко, А.П. Интегрированные характеристики условий внешней среды / А.П. Головоченко, Н.А. Головоченко // Известия Самарской ГСХА. Самара, 2008. Вып.4.
