CC BY
443
УДК 633.16:631.82
УРОЖАЙНОСТЬ, АДАПТИВНОСТЬ, ПЛАСТИЧНОСТЬ И СТАБИЛЬНОСТЬ НОВЫХ СОРТОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ
Н.М. БЕЛОУС, В.В. ТОРИКОВ
БРЯНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ
В различные по влаго- и теплообеспеченности годы и конкретных почвенно-климатических условиях Брянской области по величине урожайности были рассчитаны коэффициенты адаптивности, пластичности и стабильности для новых сортов ярового ячменя.
Установлено, что важнейшими лимитирующими факторами увеличения урожайности зерна ярового ячменя являются - сорт, норма высева семян, уровень минерального питания и влагообеспеченность посевов.
Ключевые слова: сорт, урожайность зерна, влаго- и теплообеспеченность, адаптивность, пластичность и стабильность, норма высева семян, уровень минерального питания.
ВВЕДЕНИЕ
В мировом земледелии на одно из первых мест по значимости в слагаемой урожайности стал выдвигаться сорт. По мнению американских специалистов в США 50% прироста урожайности зерновых достигается за счет внедрения новых сортов и гибридов, а 50% - за счет совершенствования технологии возделывания. В будущем вклад сорта в поступательный рост урожайности достигнет до 80%.
Поэтому для сельскохозяйственного производства важно подобрать сорта стабильные по урожайности и пригодные для возделывания в конкретных почвенно-климатических условиях.
Перед нами стояла задача - рассчитать по величине урожайности коэффициенты адаптивности, пластичности и стабильности новых сортов ярового ячменя. Показать отзывчивость сортов ячменя на вносимые нормы удобрений при различных нормах высева семян.
Методика исследований. Яровой ячмень выращивали на опытном поле Брянской ГСХА в плодосменном севообороте по различным технологиям. Почва серая лесная среднесуглинистая с содержанием гумуса 3,3-3,4 %, подвижных форм Р2О5 - 25,3 - 27,5 мг/100 г, К2О - 17,6 - 19,5 мг/100 г, рНс 5,6 - 5,8.
Варианты интенсивной технологии. (1,-5,-9) - (К 12оР12оК12о) + зеленое удобрение (ЗУ) + солома (С) + Н (навоз - последействие) + пестициды (П); переходной к альтернативной. (2,-6,-10) - (К90Р90К90) + С + Н +П; альтернативная: (3,-7,-11) -(КбоРбоКбо)+ ЗУ + С + Н +П; биологическая: (-4,-8,-12) - Н+ЗУ+С. Исследования выполняли в трехкратной повторности. Нормы высева семян - 3,5; 4,5 и 5,5 млн. шт. на 1 га.
На Выгоничском ГСУ сорта ярового ячменя выращивали после вико-горохо-овсяной смеси на серой лесной среднесуглинистой почве с содержанием гумуса 3,3-3,4 %, подвижных форм Р2О5 - 25,3 - 27,5 мг/100 г, К2О - 17,6 - 19,5 мг/100 г, рНкс1 5,6 - 5,8. Исследования выполняли в трехкратной повторности. Нормы высева для всех изучаемых сортов составляла 5,5 млн. всхожих семян на 1 га. Минеральные удобрения вносили из расчета ^0Р90К90.
Для анализа продуктивного и адаптивного потенциала сортов по показателю «урожайность» использовали методику Л.А. Животкова (Мироновский НИИ пшениц), ЗА. Морозовой и Л.И. Секатуевой (МГУ), 1985.
Методологические принципы методики базируются на общебиологических закономерностях. Наиболее важная из них - это доминирование видовых реакций адаптации над специфическими чертами морфогенеза различных сортов, т.к. на факторы внешней среды все одновременно испытываемые сорта реагируют как одновидовая система, хотя отдельные сорта и имеют разную урожайность, но она не выходит за пределы видовой нормы.
При анализе продуктивного и адаптивного потенциала сортов по варьированию их урожайности использовали показатель «среднесортовая урожайность года». Критерием для сравнения берётся общая видовая адаптивная реакция культуры на конкретные условия выращивания, реализованная в средней величине урожайности для сравниваемых сортов. Общую видовую реакцию определяли путём суммирования урожайности отдельных сортов с последующим делением показателя на общее их число. Полученная величина является показателем нормы реакции определённой совокупности сортов на факторы внешней среды в каждом конкретном году.
В данной методике среднесортовая урожайность берётся за 100%. Затем рассчитывали отношение урожайности каждого из испытываемых сортов к среднесортовой. Перевод абсолютных величин урожайности в проценты позволяет сравнивать поведение сортов в разные годы.
По полученному показателю можно судить об адаптивности или продуктивных возможностях сортов. Так, если в годы, благоприятные для выращивания пшеницы, отношение двух рассчитанных показателей превышает 100 %, то такой сорт потенциально высокопродуктивен.
При неблагоприятных условиях в годы с невысокой общей урожайностью можно определить адаптивность сравниваемых сортов аналогичным способом.
В такие годы потенциальная продуктивность реализуется слабо, а адаптивность, наоборот, более ярко.
Используемое в методике понятие «среднесортовая урожайность года» - это вообще уровень урожайности в конкретном году и в конкретном регионе, а средняя урожайность какого-либо набора сортов, высеянных одновременно, хотя эти две величины сопоставимы.
Одновременный посев сравниваемых сортов на одинаковом агрофоне - основное требование описываемой методики, которое вытекает из общих закономерностей морфогенеза.
Для получения объективной и полноценной информации об адаптивности и продуктивности отдельных сортов в каком-либо их наборе, необходимо иметь данные не менее чем за 3 года, необязательно последовательных, но желательно контрастных по уровню урожайности.
Приспособляемость сорта к различным погодным, почвенным и хозяйственным условиям была названа доктором с.-х. наук И. И. Пушкарёвым экологической пластичностью.
Существуют разные методы количественных оценок параметров пластичности и стабильности. В нашей работе использовали методику в изложении М. П. Скляровой и В. А. Жаровой (1998). Она основана на вычислении коэффициентов линейной регрессии урожайности сортов на градации экологических условий, представленных средним урожаем всех изучаемых сортов. Коэффициент регрессии показывает на сколько единиц изменится урожайность сорта при изменении индекса условий на единицу.
Параметры пластичности (коэффициент регрессии) и стабильности (среднее квадратическое отклонение), предложенные в этой методике дают возможность предвидеть поведение сорта в производственных условиях.
Сорта, коэффициент регрессии у которых значительно ниже единицы, относятся к нейтральному типу (с низкой экологической пластичностью). Они слабо отзываются на изменение факторов среды, в условиях интенсивного земледелия не могут достигать высоких результатов, но при плохих условиях у них меньше снижаются показатели в сравнении с сортами интенсивного типа. Сорта, коэффициент регрессии у которых значительно выше единицы, относятся к интенсивному типу, они хорошо отзываются на улучшение выращивания. В неблагоприятные по погодным условиям годы. На низком агрофоне у этих сортов резко снижается продуктивность.
При коэффициенте регрессии, равном или близком к единице (высокая экологическая пластичность), изменение показателей у сорта соответствует изменению условий среды. На хорошем агрофоне - они высокие, а на низком - незначительно снижаются.
Нулевое или близкое к нулю значение коэффициента регрессии показывает, что сорт не реагирует на изменение среды.
Чем меньше квадратическое отклонение ( ) фактических показателей от теоретически ожидаемых (коэффициент стабильности), тем стабильнее сорт. Для расчёта коэффициента регрессии ( ) использовали формулу:
где - урожайность /-го сорта ву-х условиях;
- индекс условий среды для у-го года испытания. Индекс среды рассчитывали по формуле:
где
V - число испытываемых сортов; п- число лет испытаний;
Теоретические показатели рассчитывали по формуле:
где - средняя урожайность /-го сорта за годы испытаний;
- коэффициент регрессии;
- индекс условий среды.
Отклонения теоретических урожаев от фактических для расчёта стабильности пользовались формулой . Коэффициент стабильности рассчитывали как
сумму квадратов отклонений ( ), делённую на число степеней свободы:
Результаты исследование и их обсуждение. Урожайность ярового ячменя непосредственно связана с условиями влаго- и теплообеспеченности. Рассчитанные нами гидротермические коэффициенты показали, что в условиях опытного поля Брянской ГСХА вегетационные периоды 2008-2010 гг. были контрасными и различались по характеру увлажнения (табл. 1).
В 2008 году средняя температура воздуха за период вегетации составила 15,2 оС и соответствовала среднемноголетней. Самыми жаркими были июль и август. Количество выпавших осадков составило 335,8 мм, что ниже среднемноголетней нормы на 80 мм. За период вегетации ГТК составил 1,2, что характеризует его как слабо-засушливым.
1. Характер увлажнения в период вегетации ярового ячменя
Годы ГТК по месяцам
Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Апрель-сентябрь
2008 2,3 1,4 1,1 1,0 1,0 1,0 1,2
2009 0,2 2,0 2,3 1,6 1,6 0,9 1,5
2010 2,1 1,0 0,7 1,3 1,1 2,2 1,3
Среднемноголетнее 1,6 1,4 1,6 1,2 1,4 1,3 1,4
В 2009 году сумма выпавших осадков за период с апреля по сентябрь составила 417,8 мм. Наиболее влажными были июнь и июль, что положительно сказалось на процесс налива и формирования зерна. Вегетационный период характеризовался как влажный - ГТК=1,5.
В 2010 году за период вегетации выпало 412,5 мм осадков. Температура воздуха составила в среднем 17,9 оС, что на 3,4оС выше среднемноголетнего значения. Наиболее жарким месяцем был июнь и июль. Средняя температура составила 20,8оС и 24,4оС соответственно, что выше среднегодовой температуры на 4,4оС и 5,2оС. Наиболее засушливым оказался июнь (ГТК =0,7), что отрицательно сказалось на величину урожая зерна.
В наиболее благоприятном по влагообеспеченности 2009 г. в условиях Брянской области максимальную урожайность зерна - 63,5 ц/га обеспечил сорт Джейби Флейва, тогда как в остро засушливом 2010 году она составила 25,2 ц/га (табл. 2).
В 2010 году урожайность зерна у всех испытываемых сортов ячменя по сравнению со среднемноголетней снижалась почта в два раза - на 15,1 у сорта Данута и на 24,5 ц/га у сорт Джейби Флейва.
Наибольший коэффициент адаптивности имели сорта Джейби Флейва - 1,24; Атаман - 1,07 и Белана - 1,04. Кроме того, сорта Джейби Флейва и Белана отличались высокой пластичностью (табл. 3).
2. Урожайность зерна новых сортов ярового ячменя
Сорта Урожайность зерна, ц/га В среднем, ц/га
2008 2009 2010
Атаман 47,8 52,2 24,4 41,5
Владимир 44,1 41,7 20,0 35,3
Гонар 39,8 42,9 17,5 33,4
Данута 41,0 45,0 20,3 35,4
Джейби Флейва 60,4 63,5 25,2 49,7
Белана 49,1 54,7 21,2 41,7
Среднесортовая урожайность года 47,0 50,0 21,4 39,5
3. Адаптивность, пластичность и стабильность сортов ярового ячменя
Сорта Урожайность зерна, ц/га Коэффициент адаптивности Пласт ич ность, Стабиль ность,
2008 2009 2010
Атаман 47,8 52,2 24,4 1,07 0,94 1,26
Владимир 44,1 41,7 20,0 0,90 0,82 12,12
Гонар 39,8 42,9 17,5 0,84 0,88 0,11
Данута 41,0 45,0 20,3 0,91 0,84 1,11
Джейби Флейва 60,4 63,5 25,2 1,24 1,34 0,56
Белана 49,1 54,7 21,2 1,04 1,13 2,45
Среднесортовая за год 47 50 21,4 - - -
282,2 300 128,6 - - -
— 47 50 21,4 - - -
7,5 10,5 -18,1 - - -
Меньшее квадратическое отклонение ( ) фактических показателей от теоретически ожидаемых было у сортов Гонар, Джейби Флейва, Данута и Атаман. Их следует отнести к группе наиболее стабильных сортов.
В полевых опытах в среднем за три года исследований максимальную урожайность зерна - 56,5 ц/га обеспечил сорт Атаман при норме высева семян - 5,5 млн. шт./га (табл. 4).
4. Урожайность зерна сортов ярового ячменя (ц/га) в зависимости от уровня минерального питания и норм высева семян (средн. за 2008-10 гг.)
Варианты технологий (фактор В) Сорт
Гонар Эльф Атаман Визит
Норма высева семян (фактор А) - 5,5 млн. шт./га
1. Интенсивная (К шРшКш) 48,7 5о,9 56,5 51,5
2. Переходная (К9оР9оК9о) 42,1 42,о 49,1 43,9
3. Альтернативная К6оР6оК6о) 37,8 37,4 43,7 37,4
4. Биологическая (без внесения зо,о 3о,5 33,7 32,4
КРК)
4,5 млн. шт ./га
1. Интенсивная (К шРшКш) 48,о 54,3 55,3 55,6
2. Переходная (К9оР9оК9о) 47,о 48,4 48,9 41,1
3. Альтернативная К6оР6оК6о) 38,8 46,5 43,4 39,2
4. Биологическая (без внесения 3о,5 3о,о 35,6 3о,6
КРК)
3,5 млн. шт ./га
1. Интенсивная (К шРшКш) 46,2 47,1 52,8 49,5
2. Переходная (К9оР9оК9о) 39,1 38,9 41,9 44,7
3. Альтернативная К6оР6оК6о) 33,1 32,о 38,7 35,5
4. Биологическая (без внесения 25,2 26,3 27,7 3о,1
КРК)
НСР о5 (фактор А) 2,56 3,14 4,56 3,74
НСР о5 (фактор В и АВ) 2,96 3,62 5,26 4,32
Все изучаемые сорта обеспечивали достоверную прибавку урожайности при увеличении вносимых норм минеральных удобрений. Наибольшую урожайность зерна формировали сорта Гонар, Эльф, Атаман и Визит на интенсивной технологии - при нормах высева семян - 5,5 и 4,5 млн. шт./га на варианте К12оР12оК12о. На контроле (без внесения минеральных удобрений) получено от 30,0 до 35,6 ц/га зерна. Эти сорта при норме высева семян 5,5 млн. обеспечили прибавку урожайности зерна по сравнению с контролем при внесении К6оР6оК6о - 7,8; 6,9; 10,0 и 5,0 ц/га; при К9оР9оК9о - 12,1; 11,5; 15,4 и 11,5 ц/га, а при К12оР12оК12о - 18,7; 20,4; 22,8 и 19,1 ц/га соответственно. Они положительно отзывались на увеличение норм вносимого минерального удобрения и их следует отнести к группе сортов интенсивного типа.
В среднем за годы исследований, резко отличавшимися между собой по уровню влаго- и теплообеспеченности, наибольшую урожайность на всех удобренных вариантах обеспечили сорта Атаман и Визит.
Исследования показали, что в условиях зоны важнейшими лимитирующими факторами увеличения урожайности зерна ярового ячменя, являются - сорт, норма высева семян, уровень минерального питания и влагообеспеченность посевов.
THE INFLUENCE OF PLANTING CONDITIONS ON PRODUCTIVITY
OF SPRING BARLEY
N.M. BELOUS, V.V. TORIKOV
The Bryansk state agricultural academy
SUMMARY
In conditions of Bryansk region under RUA (ratio of useful action) of photosynthetically active radiation (PAR) 2% productivity of spring barley is 58,9 centner per hectare. For variants applying mineral fertilizers strong and middle correlation dependency between quantity of precipitation by vegetation and rate of productivity of grain was marked.
