CC BY
18УДК 633.11 «324»:631.84 (477.75)
УРОЖАЙНОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ В КРЫМУ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ПРОИЗРАСТАНИЯ
Изотов А. М., доктор сельскохозяйственных наук, профессор; Тарасенко Б. А., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Дударев Д. П., кандидат сельскохозяйственных наук, доцент; Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского»
Установлена зависимость урожайности 11 сортов озимой пшеницы от интегрального показателя условий произрастания (год х место х агротехника). Сорта сгруппированы в четыре кластера по максимальной продуктивности и устойчивости к неблагоприятным внешним условиям. Выделены шесть сортов, наиболее пригодных для выращивания в Крыму.
Ключевые слова: озимая пшеница, сорт, урожайность, пластичность, регрессия, кластерный анализ.
VARIETY OF WINTER WHEAT YIELD IN CRIMEA DEPENDING ON GROWING CONDITIONS
Izotov A. M., Doctor of Agricultural Sciences, Professor;
Tarasenko B. A., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Dudarev D. P., Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor; Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University»
The dependence of the yield of 11 winter wheat varieties from the integral index of growth conditions (year x location x agrotechnical mode). Varieties are grouped into four clusters on maximum productivity and resistance to adverse environmental conditions. Identified six varieties most suitable for growing in the Crimea.
Keywords: winter wheat, variety, yield, flexibility, regression, cluster analysis.
Введение. В настоящее время в Крыму на испытании находится более 90 сортов озимой пшеницы. Кроме того, рекомендовано к выращиванию еще и свыше двух десятков сортов украинской селекции. Для сельскохозяйственных производителей Крыма доступен широкий список рекомендуемых сортов этой культуры. Это в целом положительное обстоятельство ведет и к затруднениям в частном выборе такого сорта, который бы по своим признакам наилучшим образом соответствовал фактическим условиям производства: особенностям почвен-но-климатической зоны расположения конкретного хозяйства и реальному уровню его агротехники. Эту проблему осложняет ограниченная информативность результатов испытания сортов озимой пшеницы в Крыму. Она обусловлена неполной представительностью почвенно-климатических условий сортоиспыта-
ния их реальному разнообразию в условиях производства: один сортоучасток на семь природных зон с различным почвенным покровом и агроклиматическими показателями. Кроме того, в ряде случаев уровень агротехники сортоиспытания существенно выше уровня агротехники рядовых хозяйств [3]. Информация на рекомендуемые для Крыма сорта озимой пшеницы не в полной мере отвечает требованиям агрономической практики и требует расширения и уточнения.
Материал и методы исследований. Для изучения этой проблемы нами из рекомендованных для выращивания и наиболее распространенных в производственных условиях Крыма были отобраны 11 сортов озимой пшеницы. В отобранный перечень вошли сорта отечественной, украинской и канадской селекции. Исследования проводились в период с 2006 по 2014 гг. в двух агро-почвенных районах Крыма (степь центральная и предгорная). Сорта изучались в полевых опытах со схемами, включающими контрастные варианты основных агротехнических факторов: срока сева (с 25.09 по 25.10), нормы высева семян (от 2 до 8 млн./га), дозы азотного удобрения (от N до ^40). Опыты закладывали по занятому пару (озимая вико-пшеничная смесь на корм) в четырехкратной повторности. Размещение вариантов в пределах повторений рендомизирован-ное. Учетная площадь делянки - 50 м2. Уборку и учет урожая проводили поде-ляночно прямым комбайнированием с приведением результатов к 100 %-ной чистоте и 14 %-ной влажности.
Для сведения материалов всех опытов в единую совокупность и последующего их совместного анализа использован интегральный показатель условий произрастания, идентифицирующий внешние условия по обобщенному изучаемому признаку (урожайности) всех изучаемых сортов [4]. В показателе условий произрастания сортов озимой пшеницы были интегрированы эффекты места проведения исследований, особенностей вегетационного периода и агротехнических фонов (местохгодхвариант опыта). Выражался он как индекс условий произрастания (ГО), полученный через линейную регрессию урожайности сорта-индикатора среды (Куяльник) на среднюю урожайность всего набора сортов по году, месту исследования и варианту опыта.
Группировку сортов проводили с помощью метода кластерного анализа [1]. Близость сортов оценивали по комплексу двух признаков - максимальной урожайности сорта, полученной в наиболее благоприятных условиях произрастания (ГО=Мах) и реакции его урожайности на ухудшение условий произрастания (снижение ГО), выраженной через величину коэффициента регрессии урожайности на индекс условий ГО. Кластеризацию выполняли по стандартизированным данным изучаемых признаков в пространстве метрики «расстояний городских кварталов». Для агломерации кластеров использован метод Ворда.
Результаты и обсуждение. Анализ зависимости урожайности озимой пшеницы в зависимости от степени благоприятности внешних условий (ГО) в разрезе изучаемых сортов проводили с использованием линейной регрессионной модели (1).
У=а+а110, (1)
где а0 - свободный член уравнения; а1 - коэффициент регрессии.
В ходе расчетов была установлена тесная, доказуемая с высокой ответственностью (р<0,0001) прямая линейная зависимость урожайности каждого из изучаемых сортов озимой пшеницы от индекса условий произрастания (табл. 1).
Таблица 1. Результаты анализа регрессии урожайности сортов озимой пшеницы на индекс условий произрастания
№ Сорт Коэффициенты уравнения (1) Коэффициент
название метка а0 а1 корреляции
1 Варвик War -3,85 1,0518 0,991
2 Еднисть Edn -19,31 1,4372 0,990
3 Землячка 2ет1 -13,88 1,3115 0,997
4 Змина Zmi -7,11 1,1274 0,989
5 Кирия Куг -10,13 1,2012 0,995
6 Куяльник Ки 0,00 1,0000 0,995
7 Нота N1 -4,99 1,0676 0,991
8 Одесская 267 Od -0,63 1,0433 0,975
9 Таня Тп 0,71 1,0310 0,972
10 Юбилейная 100 и100 2,41 0,7464 0,907
11 Ярославна Yars -6,46 1,1566 0,996
Динамику этой зависимости, рассчитанной по модели (1), представляет в разрезе сортов семейство прямых откликов (рис. 1).
90
0-1------------
16 20 26 30 35 40 46 50 56 60 65 70 75
Индекс условий произрастания (Ш), цта
Рисунок 1. Урожайность сортов озимой пшеницы в зависимости от условий произрастания, ц/га
Из него следует, что изучаемые сорта озимой пшеницы в целом согласованно реагируют на изменения условий произрастания, вызванные как природными так и агротехническими факторами. Однако в масштабах откликов отдельных сортов прослеживаются определенные отличия. Так в пределе, между сортами Еднисть и Юбилейная 100, они достигают почти двукратной (1,93) величины. При этом, в интервале условий климатически обусловленной урожайности озимой пшеницы в Крыму (40<Ж<50 ц/га) [2] теоретические линии откликов 10 из 11 изучаемых сортов (за исключением Юбилейной 100), собраны в компактный пучок с различиями в пределах 4,1...4,2 ц/га, что с учетом разрешающей способности опытов следует считать несущественным. Сорт Юбилейная 100 значительно уступал по урожайности основной группе, отставая от нее в среднем на 8...11 ц/га.
На сравнительно высоком фоне, который можно интерпретировать как уровень сортоиспытательных участков, сорта основной группы показали вполне сопоставимые результаты. Однако, при отклонении условий, как в лучшую, так и в худшую сторону, наблюдалось заметное расхождение сортовых линий откликов урожайности. При этом сорта с наилучшими результатами на высоких фонах оказывались наименее продуктивными при худших условиях произрастания.
Для обобщения результатов регрессии урожайности сортов на индекс внешних условий, была проведена их классификация по максимальной урожайности и степени ее зависимости от условий произрастания. В процессе кластерного анализа было выделено четыре группы сортов, о которых можно судить по дендрограмме (рис. 2).
Рисунок 2. Кластеры сортов озимой пшеницы в соответствии с максимальной урожайностью и степенью ее падения при ухудшении условий произрастания
Первый, самый «населенный» кластер, представлен сортами, близкими по максимальной продуктивности и пластичности по отношению к внешним условиям к сорту-индикатору Куяльник. В значительной степени отличны от них по этим показателям сорта второго кластера. Будучи наиболее урожайными на высоких фонах, они в то же время оказались самыми подверженными влиянию неблагоприятных условий (табл. 2).
Таблица 2. Кластеры сортов озимой пшеницы и их центроиды
Кластер Сортов в кластере Центроид
число доля от общего количества, % максимальная урожайность, ц/га коэффициент регрессии свободный член ю
1 6 54,6 76,37 1,0535 -2,65
2 2 18,2 86,50 1,3744 -16,58
3 2 18,2 80,15 1,1789 -8,27
4 1 9,1 58,40 0,7464 2,42
Сорта третьего кластера занимают по этим показателям промежуточное положение. Четвертый кластер представлен одним, существенно отличающимся от остальных сортом Юбилейная 100. При относительно невысокой урожайности он продемонстрировал наибольшую стойкость к неблагоприятным условиям роста и развития.
Обобщенные на кластеры по их центроидным характеристикам изучаемые свойства сортов характеризуются графиком (рис. 3).
Класт Варан ер 1
Куяльник Нота Одесская 267
Таня \ \
\ Класп] Юйлей 4 ная 100
Ч
Кластер 3 Кирия Ярославна Едкисть Землячка -1-
30 35 40 45 50 55 Индекс условий произрастания (1В). п'га
Рис. 3. Центроидная урожайность в кластерах озимой пшеницы в зависимости от условий произрастания, ц/га
Наиболее пригодны для выращивания в Крыму сорта первого кластера: Вар-вик, Змина, Куяльник, Нота, Одесская 267, Таня с их достаточно высокой продуктивностью и умеренной стойкостью к неблагоприятным условиям произрастания. Как ранее отмечалось, в интервале условий сортоиспытания (40<Ж<50 ц/га) они формируют урожайность на уровне самых продуктивных. В производстве, на фоне неблагоприятных условий вегетации (20<Ж<30 ц/га) сорта первого кластера показывают значительно лучшие результаты - на 8...12 ц/га выше, чем наиболее урожайные в оптимальных условиях (ТО>70 ц/га), но и самые чувствительные к их ухудшению сорта второго кластера: Еднисть и Землячка одесская. Свое потенциальное преимущество они могут устойчиво реализовать только при орошении, которое в настоящее время для озимой пшеницы практически невозможно из-за блокирования украинской стороной подачи воды по Северо-Крымскому каналу. Сорта промежуточного третьего кластера: Кирия и Ярославна, не имеют преимущества в урожайности перед сортами первого кластера, но отличаются более выраженной лабильностью в связи с ухудшением условий произрастания.
Выводы. Для выращивания в Крыму наиболее пригодны сорта озимой пшеницы (55 % от исследуемой выборки), высокопродуктивные при средних условиях произрастания (на уровне климатической нормы) и относительно стойкие к неблагоприятным условиям.
Самые урожайные сорта (18 % выборки) для реализации своего потенциала нуждаются в особо благоприятных условиях произрастания и отличаются пониженной (на 30 %) устойчивостью к неблагоприятным условиям. При неблагоприятной погоде и низких агротехнических фонах они по урожайности на 8...12 ц/га уступают сравнительно стойким сортам.
Список использованных источников:
1. Мандель И. Д. Кластерный анализ. М. Финансы и статистика, 1988.
- 176 с.
2. Научно обоснованная система земледелия Республики Крым / Под ред. Е. В. Николаева и В. П. Гордиен-ко. - Симферополь: Редотдел Крым. ком. печати, 1994. - 352 с.
3. Николаев Е. В. и др. Сравнительная оценка адаптивности некоторых сортов озимой пшеницы к условиям произрастания в Присивашье Крыма // Науч. тр. Крым. гос. агро-технол. ун-та. - Симферополь, 2003.
- Вып. 80. - с. 80-85.
References:
1. Mandel I. D. Cluster analysis. MA Finance and Statistics, 1988. - 176 p.
2. Scientifically sound farming system of the Republic of Crimea / Ed. E. V. Nikolayev and V. P. Gordienko. -Simferopol Crimea Redotdel. com. Press, 1994. - 352 p.
3. Nikolaev E. V. et al. Comparative evaluation of the adaptability of some varieties of winter wheat to the growing conditions in the Sivash Crimea // Sci. tr. Crimea. state. agrotehnol. Univ. -Simferopol, 2003. - Vol. 80. - p. 80-85.
4. Смиряев А. В., Гохман М. В. 4. Smiryaev A. V., Hochman M. V. Биометрические методы в селекции рас- Biometrics in plant breeding methods. -тений. - М.: Агропромиздат, 1985. - 214 с. M.: Agropromizdat, 1985. - 214 p.
Сведения об авторах:
Изотов Анатолий Михайлович -доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заместитель директора Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского» по научной работе, e-mail: a.m.izotov@mail.ru, 295492, г. Симферополь, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Тарасенко Борис Алексеевич -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры растениеводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: boris.tarasenko.58@mail.ru, 295492, г. Симферополь, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Дударев Дмитрий Петрович -кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры растениеводства Академии биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ имени В. И. Вернадского», e-mail: kdime@mail.ru, 295492, г. Симферополь, п. Аграрное, Академия биоресурсов и природопользования ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского».
Information about the authors:
Izotov Anatolii Michailovich -Doctor of Agricultural Sciences, Professor, Deputy director on Scientific Work the Academy of Life and Environmental Science for scientific work of the Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: a.m.izotov@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Tarasenko Boris Alekseevich -Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Associate Professor Department of plant growing of the Academy of Life and Environmental FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: boris. tarasenko.58@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
Dudarev, Dmitry Petrovich - Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor, Associate Professor Department of plant growing of the Academy of Life and Environmental FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University», e-mail: kdime@mail.ru, Academy of Life and Environmental Sciences FSAEI HE «V. I. Vernadsky Crimean Federal University» 295492, Republic of Crimea, Simferopol, Agrarnoe.
