Закономерности формирования урожайности и ее прибавки в селекционном процессе яровой мягкой пшеницы в Оренбургском Предуралье Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

Закономерности формирования урожайности и ее прибавки в селекционном процессе яровой мягкой пшеницы в Оренбургском Предуралье

В. Е Тихонов, д.географ.н, вед. науч. сотрудник, М. П. Долгалев, к.б.н, зав. лабораторией селекции яровой пшеницы, К. М. Долгалев, к.б.н., ст. науч. сотрудник, ГНУ «Оренбургский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН»

В рамках многомерного анализа на длительных рядах наблюдений рассмотрены закономерности формирования урожайности и прибавки ее в процессе выведения новых сортов. Выявлена различная роль в этом процессе элементов структуры урожайности и индексов селектируемых признаков.

Урожайность яровой пшеницы обусловлена тремя компонентами: количеством продуктивных колосьев на единице площади, количеством зерен в колосе и массой 1000 зерен. Прибавка же в урожайности создается за счет аддитивного (от англ. Addition—дополнение, прибавление, математическое сложение) влияния различий этих компонентов у сравниваемых сортов. Эти различия выражаются как отношение компонента структуры урожая более продуктивного сорта к тому же компоненту менее продуктивного сорта:

Ky

Js= —100,

Kx

где Ку — компонент структуры урожая (например, число зерен в колосе) более урожайного сорта; Кх — то же, но у менее урожайного сорта.

Величина Js получила название индекса селектируемого признака (В. Е. Тихонов, 2004).

Для оценки значения каждого Js в формировании прибавки урожая имеет значение интервал колебания этого индекса по годам у компонентов структуры урожая, обуславливающих превышение продуктивности одного сорта над другим. При этом некоторые из компонентов структуры у высокоурожайного сорта могут не отличаться или же быть меньше по значению, чем у низкоурожайно-

го сорта, то есть / будет в таких случаях равен или менее 100%.

Наиболее адекватное описание зависимости урожайности от элементов структуры урожая дает многомерный анализ. В табл. 1 показана в рамках многомерной регрессионной модели доля влияния каждого из трех основных компонентов структуры на дисперсию (разброс значений) урожайности.

Хорошо видно, что в одинаковых условиях внешней среды каждый сорт реагирует на нее по-разному, т.е. определяется особенностями взаимодействия генотипа с внешней средой.

В табл. 2 представлена за 25 лет наблюдений закономерность формирования урожайности для сорта Саратовская 42, а в таблице 3 за те же годы представлена роль индексов селектируемых признаков (/) в формировании превышения урожайности перспективного сорта яровой мягкой пшеницы над стандартом.

Как видно из данных таблицы 3, роль индексов в детерминации дисперсии прибавки урожайности значительно отличается от роли элементов структуры урожая в определении разброса значений самой урожайности. Так, если доля влияния продуктивных стеблей на дисперсию урожайности зерна составляет 21,61% случаев (т.е. примерно 5 лет из 25), то доля влияния индекса этого селектируемого признака на дисперсию прибавки урожайности — чуть более 3% случаев. Если доля влияния озерненности колоса на разброс значений показателя урожайности зерна составляет 36,54% случаев из общего числа наблюдений, то вклад индекса этого селектируемого признака в дисперсию прибавки урожайности составил суммарно 20,32+31,60=51,92% случаев (или 12 лет) за тот же самый период наблюдений. Следует обратить внимание на тот факт, что индекс количества зерен в колосе входит в модель в квадратичной форме.

1. Распределение долей влияния элементов структуры урожая у разных сортов яровой мягкой пшеницы за сопряженные годы испытания (учтено 16 лет наблюдений)

Коэффициент Доля влияния Коэффициент Коэффициент Доля влияния Коэффициент

Источник регрессии фактора, % корреляции регрессии фактора, % корреляции

варьирования

сорт Саратовская 42 сорт Оренбургская 13

Свободный член -253,2 - - -305,5 - -

Количество продук- 0,487 57,25 0,647 0,449 30,24 0,373

тивных стеблей на м2

Количество зерен 7,090 3,98 0,199 9,730 34,25 0,585

в колосе

Масса 1000 зерен 4,476 34,68 0,613 5,209 32,82 0,762

Для полной регрессии R-квадрат = 0,9591 R-квадрат = 0,9731

2. Влияние элементов структуры на формирование величины показателя урожайности в степном Пред-уралье (сорт Саратовская 42 за 25 лет наблюдений)

Элементы структуры Коэффициент Стандартная Уровень Доля влияния Коэффициент

урожайности регрессии ошибка значимости фактора, % корреляции

Свободный член -311,16 27,6 0,00 - -

Количество зерен в колосе 8,126 1,069 0,00 36,54 0,604

Масса 1000 зерен 5,874 1,151 0,00 35,92 0,827

Количество продуктивных стеблей на м2 0,501 0,057 0,00 21,61 0,532

Для полной регрессии: К2 = 0,9407; уровень значимости = 0,000

3. Роль индексов селектируемых признаков в формировании прибавки урожайности яровой мягкой пшеницы (учтено 25 лет)

Коэффициент Стандартная Уровень Доля влияния

Индексы селектируемых признаков регрессии ошибка значимости фактора, %

Свободный член -342,9 31,4 0,00 -

Индекс продуктивных стеблей на м2 1,057 0,077 0,00 3,12

Индекс массы 1000 зерен 1,164 0,065 0,00 39,41

Индекс количества зерен в колосе 3,114 0,255 0,00 20,32

(Индекс количества зерен в колосе)2 -0,009 0,0008 0,00 31,60

Для полной регрессии: К2 = 0,9445; уровень значимости = 0,000

Графическое изображение этой связи (рис. 1) показывает, что расчетный оптимум этого параметра находится на уровне 100—120%.

При таких значениях индекса озерненности колоса индекс урожайности составляет около 120%, т.е. прибавка в отдельные годы достигает 20%.

При дальнейшем увеличении индекса озернен-ности колоса прибавка урожайности начинает снижаться. Значимость индексов селектируемых признаков при отборах перспективных селекционных номеров в различные по влагообеспечен-ности годы представлена в табл. 4.

Как видно из данных этой таблицы, во влажные и засушливые годы наибольшая доля влия-

130

120

110

100

70 90 110 130 150

Индекс количества зерен в колосе, %

170

Рис. 1 - Зависимость прибавки урожайности зерна яровой мягкой пшеницы от индекса озерненности колоса

4. Вклад индекса селектируемого признака в превышение урожайности зерна яровой мягкой пшеницы в различные по влагообеспеченности годы

Годы Объем выборки (количество сортов) Доля влияния индекса селектируемого признака на превышение урожайности зерна, %

Л количества зерен в колосе Л массы 1000 зерен Л количества продуктивных стеблей на 1 м2 Итого (К2)

Благоприятные по влагообеспеченности

1979 17 7,51 14,48 63,46 85,45

1986 11 12,44 30,62 50,36 93,42

1992 15 45,61 7,89 45,42 98,92

Средние по влагообеспеченности

1980 18 61,50 27,03 3,27 91,80

2001 14 49,40 31,98 14,50 95,90

2004 14 89,80 4,00 6,00 99,80

Засушливые

1981 18 8,65 17,30 71,70 97,65

1988 13 24,51 1,33 71,59 97,43

2002 14 4,86 74,22 10,47 89,55

ния остается за индексом количества продуктивных стеблей на квадратном метре. В средние по влагообеспеченности годы наибольший вклад в объяснение дисперсии прибавки урожайности зерна вносит индекс количества зерен в колосе (озерненность колоса). Роль индекса массы 1000 зерен (крупность зерна) в описываемом процессе менее значима. И только в 2002 г., при неблагоприятных условиях во второй половине вегетационного периода, отмечен значительный вклад в дисперсию прибавки урожайности индекса крупности зерна.

Необходимо обратить внимание на очень важный аспект: коэффициенты корреляции между

данными изучаемыми признаками довольно низкие и поэтому как отдельно взятые не способны адекватно описать зависимость прибавки урожайности зерна от индексов селектируемых признаков.

Мало того, во многих случаях они не отражают сравнительную оценку вклада того или иного индекса. Т.е. низкому коэффициенту корреляции может соответствовать высокая доля влияния фактора, и наоборот. В таких случаях преимущество многомерного анализа неоспоримо.

Литература

1 Тихонов, В. Е. О создании агроэкотипа сорта яровой мягкой пшеницы в степной зоне Урала / В. Е. Тихонов // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. — 2004. - №2. - С.47—49.