Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]

Разработка агроэкологического паспорта для новых сортов озимой пшеницы

Автореферат кандидатской диссертации

 

На правах рукописи

 

 

 

 

 

Новикова Светлана Валерьевна

 

 

Разработка агроэкологического паспорта для новых сортов озимой пшеницы

 

 

 

Специальность 06.01.05-селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

 

 

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

 

 

 

Краснодар -2012
Работа выполнена в Государственном научном учреждении Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

Кудряшов Игорь Николаевич

Официальные оппоненты: Супрунов Анатолий Иванович,

доктор сельскохозяйственных наук,

ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозакадемии, заведующий

отделом селекции и семеноводства кукурузы

Чухирь Ирина Николаевна

кандидат сельскохозяйственных наук, ГНУ ВНИИ риса, старший научный сотрудник лаборатории исходного материала

Ведущая организация: ааФедеральное Государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования Кубанский Государственный аграрный университет

Защита состоится 24 апреля 2012 года, в 10:00 на заседании диссертационного совета Д 006.026.01 в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт риса Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 350921,

г. Краснодар, пос. Белозерный,3, (861) 229-49-91, 229-49-85

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт риса Россельхозакадемии, с авторефератом - на сайте ВАК РФ

Автореферат разослан л___ марта 2012г.

Ученый секретарь

диссертационного совета аС. С. Чижикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Адаптивное растениеводство - основа устойчивого роста валовых сборов зерна пшеницы. О недостаточной адаптивности культуры озимой пшеницы свидетельствует огромный разрыв между урожайностью в опытных учреждениях, в системе государственных сортоиспытаний и в производственных условиях. Разработка агроэкологического паспорта, по мнению академика Жученко, один из основных путей в решении этой проблемы. Выдающиеся селекционеры П.П.Лукьяненко, В.Н.Ремесло, И.Г.Калиненко и др. блестяще владели агротехническими приемами возделывания своих сортов. Северная зона Краснодарского края, где проводились наши исследования, имеет самые большие посевные площади пшеницы в Краснодарском крае. Эта зона характеризуется большим разнообразием экологических условий выращивания озимой пшеницы. На Северокубанской сельскохозяйственной опытной станции большой вклад в развитие исследований по паспортизации сортов пшеницы внесли С.И.Баршадская, Н.П.Фоменко, Е.Е.Чиркина и др. Особое значение эти исследования имеют в настоящее время, характеризующееся стремительным увеличением количества сортов, возделываемых в производстве.

Цель исследований - совершенствование методики разработки агроэкологических паспортов сортов и сортовых структур озимой пшеницы на базе многофакторного полевого опыта. В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:

1. Оценить влияние важнейших агротехнических факторов и их взаимодействий на величину хозяйственных признаков;

2. Адаптировать метод Эберхарта и Рассела (1966) для оценки взаимодействия генотип х среда (ВГС) к многофакторному полевому опыту, проводимому на Северокубанской сельскохозяйственной опытной станции и оценить изучаемые сорта по экологической пластичности и стабильности хозяйственных признаков;

3. Провести анализ корреляционных связей между изучаемыми хозяйственными признаками. Для целенаправленного использования результатов анализа в селекции и при разработке агроэкологических паспортов, наряду с фенотипическими коэффициентами, определить генотипические и экологические коэффициенты корреляции.

4. На основании полученных данных, разработать агроэкологические паспорта семи сортов озимой мягкой пшеницы для условий северной зоны Краснодарского края.

5. Показать преимущество сортовых структур над монопольным возделыванием сортов по величине и качеству урожая, а также экономической эффективности.

6. Дать рекомендации по целенаправленному использованию изучаемых сортов в селекции, как источникам важных хозяйственных признаков.

Научная новизна работы заключается в том, что апробированы инновационные методы оценки сортов в многофакторном полевом опыте, обеспечивающем высокий уровень контролируемого варьирования изучаемых признаков, что является основным условием успешной разработки агроэкологических паспортов сортов озимой пшеницы.

Практическая значимость работы связана в первую очередь с разработкой агроэкологических паспортов семи сортов озимой мягкой пшеницы, позволяющих за счет улучшения их адаптивности, в максимальной степени реализовывать им потенциал продуктивности и качества зерна в условиях конкретных сельхозпроизводителей. Показаны особенности формирования агрономической урожайности и способы ее повышения для конкретных сортов.

Положение диссертационной работы, выносимые на защиту:

1. Влияние факторов опыта: предшественников, сроков сева, уровней минерального питания и их взаимодействий на формирование урожайности и качества зерна озимой мягкой пшеницы.

2. Анализ влияния Взаимодействия Генотип х Среда на формирование количественных признаков

3. Использование значения ёмкость ценоза в селекции и при разработке технологий возделывания линий и сортов

4. Результаты взаимосвязи между количественными признаками на фенотипическом, генотипическом и экологическом уровне.

5. Агроэкологические паспорта семи сортов озимой мягкой пшеницы.

6. Преимущество сортовой структуры над монопольным использованием сортов по урожайности, качеству получаемого зерна и показателях экономической эффективности.

Апробация работы и публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались на заседании методического совета отдела селекции и семеноводства пшеницы и тритикале ГНУ Краснодарский НИИСХ им.П.П.Лукьяненко (2009г.), на ученом совете ГНУ СКСХОС (2008, 2009, 2010 и 2011гг.); на третьей всероссийской научно-практической конференции молодых ученных Научное обеспечение агропромышленного комплекса в Кубанском государственном аграрном университете, г. Краснодар, 2009 год, на научно практической конференции Кубанского отделения ВОГиС Роль ВОГиС в современном научном мире г.Краснодар 2009 г. Соискателем в соавторстве опубликовано 4 печатных работы, в том числе 2 в изданиях рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 161 страницах машинописного текста, состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений селекционной практике. Экспериментальные данные приведены в 74 таблицах, 11 рисунках и 7 приложений. Список используемой литературы включает 203 источников, в том числе 24 на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Обзор литературы. Показана закономерность перехода от монопольного использования сотов к сортовым структурам. Сделан анализ предпосылок необходимости использования в современных условиях системы генетически разнообразных сортов. Поскольку основные достоинства агроэкологического паспорта связаны с использованием положительных генотип-средовых взаимодействий, большое внимание уделено методам оценки взаимодействия генотип х среда (ВГС). Рассмотрены направления агроэкологической оценки сортов: урожайность и ее агрономическая структура, высота растений, продолжительность вегетационного периода, реакция сортов на предшественники, сроки посева, отзывчивость их на удобрения и пестициды.

2. Условия, материал и методы проведения исследований. Экспериментальная часть работы выполнена на отдельном, специализированном минисевообороте ГНУ Северокубанская сельскохозяйственная опытная станция, расположенном на северо-западной окраине ст.Ленинградской, в 2007-2011 годы.

Почвы опытных полей - обыкновенный карбонатный чернозем Западного Предкавказья,а который характеризуется как малогумусный, мощный с глубиной гумусного горизонта 113-116 см. Содержание гумуса в пахотном слое 4,2 - 4,5%. Содержание общего азота находится в пределах 0,23-0,24%. В пахотном слое содержание минерального азота составляет 20,0-24,0 мг на 1кг почвы, валового фосфора - 0,16-0,225 %, половина которого представлена минеральными формами. Валового калия содержится от 1,7 до 2,0 %, в том числе обменного от 200 до 300 мг на 1 кг почвы (по Мачигину). С глубиной количество подвижных форм фосфора и калия уменьшается.

Метеорологические условия в годы проведения исследований различались между собой как по температурному режиму, так и по количеству и характеру периодичности выпадения осадков. Разнообразие погодных условий в годы исследований способствовало более всесторонней оценке сортов.

Экспериментальные данные получены при ежегодном проведении четырехфакторного полевого опыта (24 х 3 х 3 х 4), в качестве факторов изучались:

Фактор A - сорт (24 сорта ежегодно, при ежегодной ротации сортов, поэтому все четыре года (2008-2011 гг.) изучались 8 сортов, а всего в эти годы высевалось 39 сортов озимой пшеницы);

Фактор B - предшественник (горчица, подсолнечник, озимая пшеница);

Фактор C - срок посева (20 сентября, 1 октября, 10 октября);

Фактор D - фон минерального питания (нулевой - N0P0K0, минимальный - N60P30K30, средний N90P60K60, повышенный N120P90K60).

Посев проводили сеялкой СН-11-16 рядовым способом. Делянки одиннадцати рядковые, учетной площадью 20,5 м2. Повторность трехкратная. Расположение делянок систематическое и рендомизированное, сорта группировали по высоте растений и продолжительности вегетационного периода.

Норма высева - 5 млн. всхожих зерен на 1 гектар. Во время вегетации озимой пшеницы в опытах проводили биометрические измерения, и фенологические наблюдения. При этом использовались методические указания ВИР (1974, 1980), международный классификатор СЭВ, методики госсортоиспытания зерновых культур (1983, 1988), методика полевого опыта (Доспехов Б.А., 1985) и другие методические пособия.

Уборку делянок проводили комбайном Sampo - 500, урожайность приводили к стандартной 14% влажности зерна. В лабораторных условиях проводили учет натуры и массы 1000 зерен. Качество зерна проверяли на приборе Infratec 1240 по следующим показателям: содержание протеина, клейковины, крахмала, седиментации, влажность.

Статистическая обработка экспериментальных данных осуществлялась методами дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов, с помощью лицензионного статистического пакета Statgraphicsplus 4.0 forWindows. Расчет доли дисперсий сортов и их взаимодействий с факторами опыта проводили по методике С.Бороевича (Бороевич С., 1984). Оценку ВГС проводили путем расчета коэффициентов пластичности bi и стабильности s2di по методике Эберхарта и Рассела (Eberhart S.A., Russel W.A., 1966).

3. Влияние агротехнических факторов на формирование хозяйственных признаков. Основной целью при проведении полевых исследований является максимально возможное, контролируемое варьирование изучаемых хозяйственных признаков под влиянием вариантов опыта.

В проводимых нами опытах наблюдалось сильное варьирование количественных признаков. В среднем за четыре года урожайность озимой пшеницы по предшественникам составила: по горчице - 58,5; подсолнечнику - 53,8; озимой пшенице - 45,5; в среднем по опыту - 52,4 ц/га, варьируя от 9,6 до 83,2 ц/га, табл.1. Сильная изменчивость была отмечена по элементам структуры урожайности. Так, количество колосьев на 1 м2 составило по предшественникам: горчице - 505, подсолнечнику - 472, озимой пшенице - 443, в среднем по опыту - 468 штук, варьируя от 169 до 1063 штук. Число зерен в колосе составило по предшественникам: горчице - 30,7; подсолнечнику - 30,4; озимой пшенице - 29,9; в среднем по опыту - 30,3, варьируя по вариантам опыта от 12,3 до 50,6 штук. Масса 1000 зерен по предшественникам составила: горчице - 38,4; подсолнечнику - 38,1; озимой пшенице - 34,8; в среднем по опыту - 30,3, варьируя по вариантам опыта от 25,2 до 46,0 грамм. Высокий уровень изменчивости наблюдался и по другим изучавшимся хозяйственным признакам, пределы варьирования для них за четыре года по 144 вариантам составили: содержание клейковины в зерне - от 6,9 30,3 %, содержание белка в зерне - от 8,4 до 17,2 %, высота растений от 38 до 118 см.

Таблица 1 - Варьирование хозяйственных признаков в четырехфакторном полевом опыте, ГНУ СКСХОС, 2008-2011 гг.

Признак	Значения признаков по предшественникам
	горчи-ца	подсол-нечник	озимая пшени-ца	сред-нее	пределы измен-чивости
Урожайность, ц/га	58,5	53,8	45,5	52,4	9,6Е83,2
Количество продуктивных стеблей, шт/м2	505	472	443	468	169Е1063
Число зерен в колосе, шт	30,7	30,4	29,9	30,3	12,3Е50,6
Масса 1000 зерен, г	38,4	38,1	34,8	37,1	25,2Е46,0
Содержание клейковины в зерне, %	20,6	19,7	23,4	20,6	6,9Е30,3
Содержание белка в зерне, %	12,3	12,1	13,3	12,6	8,4Е17,2
Высота растений, см	87	84	79	84	38Е118

Наибольшее влияние на урожайность и качество зерна в проводимых опытах оказывал фактор минерального питания. При увеличении нормы внесения минеральных удобрений наблюдалось затухание прироста урожайности с одновременным ускоренным приростом количества клейковины и белка в зерне, рисунок 1.

Внесение повышенной нормы минеральных удобрений способствовало увеличению в сравнении с контролем урожайности на 22,7 ц/га, а содержания клейковины в зерне на 9,6 %.

Рисунок 1. Влияние уровня минерального питания на урожайность и качество зерна озимой пшеницы, ГНУ СКСХОС 2008-2011 гг.

Помимо учета влияния факторов, важна оценка их взаимодействий. В четырехфакторном опыте проводимом по полной схеме возможна оценка шести двойных, четырех тройных и одного четверного взаимодействия. По результатам дисперсионного анализа за 2008-2011 годы, эти взаимодействия имели место и были статистически значимы на 95 % уровне вероятности.

4. Оценка взаимодействия генотип-среда. Успешность разработанного агроэкологического паспорта связана в первую очередь со степенью использования положительных эффектов ВГС и возможностью избегать при возделывании сорта отрицательных эффектов ВГС. С.Бороевич (1984) показал, что эффект сорта как фактора при сортоиспытании новейших достижений селекции может значительно уступать значению агротехнических факторов. В то же время, у близких по продуктивности сортов, обычно наблюдаются взаимодействия со средовыми факторами, превышающие различия генетического потенциала продуктивности. Эта закономерность имела место и в наших исследованиях. В 2008, 2010 и 2011 годах эффект ВГС превышал различия сортов по урожайности, табл.2.

Таблица 2 - Вклад сортов и их взаимодействий с агротехни-ческими факторами в дисперсию, ГНУ СКСХОС, 2008-2011 гг.

Источник изменчивости	Степень свободы*	Компоненты вариансы по годам, %
		2008	2009	2010	2011
Сорта (A)	23	32,7	68,8	44,4	28,2
AxПредшественники (B)	46	0,0	1,3	0,0	12,4
AxФоны минерального питания (C)	69	0,0	1,5	0,0	6,0
AxСроки посева (D)	46	0,0	9,6	0,0	0,0
AxBxC	138	9,7	0,7	3,4	3,6
AxBxD	92	9,8	3,4	29,2	7,7
AxCxD	138	11,1	1,5	0,8	2,2
AxBxCxD	276	21,3	10,3	14,1	8,4
Ошибка	1728	15,4	2,9	8,1	31,5
Всего	-	100,0	100,0	100,0	100,0

Примечание: *в 2008 году изучалось 20 сортов, поэтому степени свободы соответственно изменились и составили: A-19; AxB-38; AxC-57; AxD-38; AxBxC-114; AxBxD-76; AxCxD-114; AxBxCxD-228; ошибка-1440

Наличие существенного эффекта ВГС делает актуальным проведение его оценки. Схема используемого нами многофакторного полевого опыта позволяет даже в условиях одного года надежно проводить оценку эффектов ВГС и вычленять из фенотипической вариансы генотипические и экологические компоненты. Оценка параметров экологической пластичности и стабильности урожайности имеет огромное значение, поскольку позволяет судить об отзывчивости сорта на улучшение условий возделывания, дает представление о предпочтительном уровне агрофона при разработке технологий его возделывания.

Высокие значения пластичности отмечены у сортов Гром, Грация и Иришка что говорит, о повышенной отзывчивости этих сортов на улучшение условий возделывания, табл.3.

Таблица 3 - Варьирование экологической пластичности (bi) и стабильности (Sdi) у сортов озимой пшеницы по урожайности, ГНУ СКСХОС, 2008-2011 гг.

Сорт	Пределы варьирования средней урожайности по годам, ц/га	bi	Sdi
Гром	48,7...63,1	1,01...1,20	5,6...26,5
Грация	41,4...60,6	1,01...1,13	8,0...14,1
Иришка	35,9...58,9	0,95...1,14	8,2...24,5
Сила	41,3...60,6	0,94...1,05	4,0...13,1
ебедь	45,9...60,6	0,93...1,03	6,5...13,4
Айвина	38,3...60,8	0,84...1,06	4,9...12,4
Юмпа	43,3...58,8	0,88...0,98	8,4...45,8
Безостая 1	38,9...52,6	0,74...0,92	6,5...16,2

Значения экологической пластичности у сортов Сила, Лебедь, Айвина были не высокие что указывает на среднюю отзывчивость их на улучшение условий выращивания. Сорта Юмпа и Безостая 1 в наших опытах имели низкие значения экологической пластичности. Это говорит о наименьшей их реакции на изменение условий возделывания.

5. Сопряженность количественных признаков. При управлении урожайностью агротехническими методами, особый интерес представляют элементы структуры урожая, имеющие высокую модификационное варьирование, а следовательно отзывчивые на изменения условий среды. Из четырех элементов агрономической структуры урожая масса 1000 зерен относится к высоконаследуемым признакам и слабо варьирует при изменении условий возделывания. Оставшиеся три элемента структуры урожая: количество растений на единице площади, продуктивная кустистость и число зерен в колосе (ЧЗК) формируют значение числа зерен на единице площади, которое принято называть емкостью ценоза (ЕЦ). Этот признак во все годы имел высокую связь с урожайностью. Наиболее тесной, практически функциональной была экологическая зависимость между урожайностью и ЕЦ, коэффициент корреляции варьировал в зависимости от условий года от 0,96 до 0,99; табл.4.

Таблица 4 - Фенотипическая, генотипическая и экологическая связь урожайности и емкости ценоза, ГНУ СКСХОС, 2008-2011 гг.

Годы	Коэффициенты корреляции
	rф	rg	re
200,8	0,91***	0,65***	0,98***
2009	0,97***	0,94***	0,99***
2010	0,94***	0,87***	0,99***
2011	0,93***	0,78***	0,96***

Примечание: *** - уровень вероятности 99,9 %

Генотипические корреляции между ЕЦ и урожайностью были несколько ниже, варьируя по годам от 0,65 до 0,94. Следовательно, при формировании урожайности агротехническими способами, необходимо стремиться к максимальному увеличению значения ЕЦ. При разработке селекционных моделей сортов, следует учитывать, что влияние значения ЕЦ на урожайность не так однозначно, поэтому необходимо контролировать и показатель массы 1000 зерен.

Поскольку две наиболее распространенные модели высокоурожайных сортов, успешно используемые в Краснодарском НИИСХ, основаны в первом случае на повышенной кустистости, а во втором, на повышенной продуктивности колоса, показатель ЕЦ удобно рассматривать как производное двух признаков: количество колосьев на единице площади и число зерен в колосе.

К первой группе относятся сорта Гром и Сила, у которых значения экологической пластичности по признаку количество колосьев на единице площади во все годы были больше единицы и значительно превышали показатели экологической пластичности по признаку ЧЗК, котрый был меньше единицы, рисунок 2.

Обратная зависимость показана у сортов Иришка, Грация и Лебедь, у которых отмечались высокие показатели экологической пластичности по ЧЗК, превышающие единицу и значения экологической пластичности по числу колосьев на единице площади, которые были меньше единицы. У сортов Юмпа и Айвина ранг экологической пластичности по этим двум признакам менялся в зависимости от условий года, что указывает на промежуточный характер модели этих сортов по отношению к плотности колосостоя и продуктивности колоса.

Рисунок 2. Экологическая пластичность (bi) сортов озимой пшеницы по количеству аколосьев на единице площади и числу зерен в колосе, ГНУ СКСХОС, 2008-2011 гг.

Если рассматривать связь урожайности с элементами ее структуры, то наибольшая зависимость результирующего признака была зафиксирована для признака количество колосьев на единицу площади. Фенотипические коэффициенты корреляции варьировали в зависимости от условий года от 0,46 до 0,82; генотипические - от 0,23 до 0,77; экологические - от 0,73 до 0,95; табл.5.

Менее тесная связь была отмечена между урожайностью и ЧЗК. Фенотипические коэффициенты корреляции варьировали в зависимости от условий года от 0,36 до 0,60; генотипические - от -0,01 до 0,68; экологические - от 0,46 до 0,82. Наименьшей была связь урожайности с массой 1000 зерен, к тому же в зависимости от условий года могла меняться не только величина коэффициентов корреляции, но и его направление.

Таблица 5 - Сопряженность урожайности с элементами ее структуры, ГНУ СКСХОС, 2008-2011 гг.

Элемент структуры урожая	Пределы варьирования коэффициентов корреляции по годам
	rф	rg	re
Колосостой	0,46**...0,82**	0,23...0,77**	0,73**...0,95**
Число зерен в колосе	0,36**...0,60**	-0,01...0,68**	0,46**...0,82**
Масса 1000 зерен	-0,31**...0,55**	-0,26...0,14	-0,67**...0,70**

Примечание: ** - уровень вероятности 99 %

Особый интерес представляют корреляционные сопряженности между признаками, у которых экологические и генотипические связи разнонаправлены. Это имеет большое значение при характеристике селекционного признака с помощью фонового, поскольку в этом случае эффективность такой оценки значительно повышается (Драгавцев В.А., Дьяков А.Б., 1984). В наших исследованиях такие зависимости были отмечены при анализе сопряженности урожайности с высотой растений, количеством белка и клейковины, табл.6.

Таблица 6 - Сопряженность урожайности с хозяйственными признаками

Признак	Пределы варьирования коэффициентов корреляции по годам
	rф	rg	re
Высота растений	0,31**...0,53**	-0,61*...-0,11	0,87**...0,95**
Содержание белка	0,05...0,73**	-0,78**...-0,58**	0,47**...0,89**
Содержание клейковины	0,10...0,72**	-0,73**..-0,40	0,46**...0,87**

Примечание: ** - уровень вероятности 99 %

* - уровень вероятности 95 %

Во все годы генотипические корреляции между урожайностью и высотой растений, количеством белка и клейковины в зерне были отрицательными, а экологические корреляции положительными, что указывает на разную направленность влияния генотипической и средовой варианс на результирующий признак и возможность использования этих хозяйственных характеристик в качестве фоновых при оценке урожайности. Разложение фенотипической вариансы на генотипическую и экологическую компоненты требует проведения специальных опытов, которые обычно не проводятся в селекционной работе, но используются при агроэкологической оценке сортов.

6. Агроэкологические паспорта сортов озимой пшеницы и преимущество сортовых структур. Широкое генетическое разнообразие озимой пшеницы является ведущим фактором повышения и стабилизации валовых сборов зерна. Необходимым условием такого разнообразия является постоянное расширение сортимента возделываемых сортов. Но неправильное использованиеа сортов в широком спектре агротехнических условий, может служить причиной снижения урожайности и ухудшения качества зерна. Поэтому весьма актуальным является изучение биологических особенностей сортов озимой пшеницы, служащее основой при разработке для них агроэкологических паспортов, позволяющих в максимальной степени использовать положительные эффекты ВГС и избегать отрицательных ситуаций.

В настоящее время в Краснодарском крае допущено к использованию около 60 сортов озимой мягкой пшеницы. Они имеют достаточно большие различия по реакции на ведущие агротехнические факторы: почвенно- климатические условия, предшественники, сроки посева, уровень минерального питания , качество обработки почвы, химические средства защиты растений. В наших исследованиях за четыре года было изучено семь сортов озимой мягкой пшеницы, которые имели существенные различия по урожайности, ее элементам, качеству зерна и другим хозяйственным признакам, табл.7.

Для них были разработаны агроэкологические паспорта, учитывающие их биологические особенности. Наибольшую отдачу сорт может дать только при его правильном использовании, особенно в системе сортовых структур, которые учитывают генетические, биологические и технологические особенности использования сортов в достаточно разнообразных средовых условиях. Для условий нашего опыта, включающего 36 агровариантов мы разработали сортовую структуру, которая имеет преимущество над монопольным использованием каждого, даже самого высокопродуктивного сорта, табл.8.

Таблица 7 - Характеристика сортов озимой пшеницы по хозяйственным признакам, ГНУ СКСХОС, среднее по опыту за 2008-2011 гг.

Сорт	Урожай-ность, ц/га	Элементы структуры урожая				Характеристика качества зерна			Высота расте-ний, см
		емкость ценоза, зерен шт/м2	число колосьев, шт./м2	число зерен в колосе, шт	масса 1000 зерен, г	содер-жание белка, %	содер-жание клейко-вины, %	показа-тель седимен-тации по Зелени, е.п.
Юмпа	52,3	12831	455	28,2	41,0	13,5	24,4	40,9	82
Иришка	49,6	13932	430	32,4	35,0	12,8	21,5	36,0	78
Гром	59,7	16298	562	29,0	36,9	11,5	18,8	28,3	73
Грация	53,8	15559	431	36,1	34,8	11,8	18,9	31,0	88
Айвина	51,9	14384	464	31,0	36,1	11,9	19,0	31,2	84
ебедь	54,1	14877	435	34,2	36,4	12,1	19,9	32,8	91
Сила	54,1	15143	578	26,2	35,7	12,3	22,8	33,4	80
Безостая 1	47,1	12382	447	27,7	38,7	13,0	22,8	38,6	100

Таблица 8 - Экономические показатели возделывания сортов и сортовых структур в среднем по 36 агровариантам полевого опыта, ГНУ СКСХОС, 2008-2011 гг.

Сорт, сортовая структура	Средняя урожай-ность, ц/га	Количество полученного зерна в среднем по группам качества, ц/га				Стоимость полученной продукции, руб/га
		сильное, II класс	ценное, III класс	продо-вольст-венное, IV класс	Фураж-ное, V класс	среднее	+ к сред-нему по 7 сортам	+ к сорту Гром
Юмпа	52,3	12,0	30,1	10,3	0	31780	3185	1752
Иришка	49,6	0	25,8	15,4	8,3	27584	-1010	-2443
Гром	59,7	0	15,4	23,3	21,1	30027	1433	-
Грация	53,8	0	13,9	21,8	18,5	27274	-1321	-2753
Айвина	51,9	0	15,0	20,6	16,6	26573	-2022	-3454
ебедь	54,1	0	18,5	20,4	15,5	28236	-358	-1791
Сила	54,1	1,7	17,4	23,8	11,5	28773	178	-1255
Среднее по 7 сортам	53,9	1,9	19,5	19,4	13,0	28594	-	-1433
Рекомендованная сортовая структура	56,6	2,8	19,9	19,8	14,1	30039	1445	12

Разработанная нами сортовая структура может служить примером для использования системы сортов в крупном хозяйстве, когда сортимент не всегда идеален и приходится использовать имеющиеся в наличии семена. Основным критерием при выборе сорта для каждого агроварианта служили два важнейших хозяйственных признака - урожайность и качество зерна. Другой особенностью разработанной нами сортовой структуры, было стремление использовать как можно большее количество сортов, поэтому для каждого агроварианта предлагается использовать три лучших сорта из семи. Оптимизация соотношения урожайности и качества зерна в рекомендованной сортовой структуре, позволяет получать высокие экономические показатели в случае реализации сортовой структуры в производство. Следует отметить, что включение в каждый агровариант трех приоритетных сортов, делает сортовую структуру гибкой к изменяющимся условиям рыночной экономики. В случае приоритета в ценовой политике количественных показателей над их характеристикой по качеству, или наоборот, можно изменять долю сортов в структуре, для получения наибольшей экономической эффективности. Рекомендованная сортовая структура, с учетом стоимости полученного зерна в зависимости от его качества, превышала аналогичный показатель в случае равного присутствия всех сортов на 1445 рублей с одного гектара при равных затратах на его выращивание, т.е. такой результат достигается целиком за счет использования положительных эффектов ВГС.

Выводы

1. Четырехфакторный полевой опыт, используемый на Северокубанской сельскохозяйственной опытной станции для агроэкологической оценки сортов озимой мягкой пшеницы, обеспечивает высокую контролируемую вариабельность количественных признаков. По урожайности минимальное значение в зависимости от условий года варьировало от 9,6 до 39,7 ц/га, максимальное от 58,3 до 83,2 ц/га. Пределы варьирования изменялись от 32,9 до 73,5 ц/га. Минимальное содержание клейковины в зерне варьировало от 6,9 до 15,0 %, максимальное от 27,6 до 30,3 %. Пределы варьирования изменялись от 13,6 до 23,4 %. Существенное варьирование отмечено для элементов структуры урожая и других количественных признаков.

2. Высокую вариабельность изучавшихся в опыте хозяйственных признаков обеспечивали включенные в его схему факторы и уровни их градации. Наибольшая урожайность озимой пшеницы в среднем за четыре года отмечена по предшественнику горчица - 58,5 ц/га. На 4,7 ц меньше был сформирован урожай по подсолнечнику, и на 13, ц меньше по колосовому предшественнику. Максимальную урожайность озимой пшеницы в среднем за четыре года обеспечивал срок посева 10 октября - 54,2 ц/га, на 2,3 ц уступал урожай при посеве 1 октября и на 2,5 ц при посеве 20 сентября. Наибольшее влияние на величину изучаемых признаков оказывал уровень минерального питания. Минимальная урожайность зафиксирована на нулевом фоне минерального питания (N0P0K0) - 38,8 ц/га. При увеличении норм внесения минеральных удобрений отмечался затухающий эффект прироста урожайности, минимальная норма (N60P30K30) повысила урожайность на 12,7 ц/га, средняя (N90P60K60) на 19,7 ц/га, а повышенная (N120P90K60) на 22,7 ц/га.

3. Фоны минерального питания оказывали значительное влияние на формирование количества клейковины в зерне. Если на нулевом фоне минерального питания (N0P0K0) в среднем за четыре года было сформировано 16,7 % клейковины в зерне, то на минимальном (N60P30K30) 18,4 %, среднем (N90P60K60) - 21,2% и повышенном (N120P90K60) 26,3 %.

4. Большое влияние на формирование хозяйственных признаков оказывали двойные взаимодействия факторов: предшественник х срок посева, предшественник х уровень минерального питания, срок посева х уровень минерального питания, величина и характер проявления которых в значительной степени зависели от условий года и биологических особенностей сорта.

5. За три года из четырех, при дисперсионном анализе урожайности, эффект взаимодействия сортов со средовыми факторами превышал эффект сортов, обусловленный их межгенотипическими различиями. Так в 2008 году на долю сорта приходилось 32,7 % дисперсии, а на долю взаимодействий 51,9; в 2010 году соответственно 44,4 и 47,5 %, в 2011 году 28,2 и 40,3 %. Это указывает на перспективность разработки агроэкологического паспорта для каждого сорта озимой пшеницы.

6. Многофакторный полевой опыт, включающий в свою схему 24 сорта и 36 агротехнических вариантов их выращивания, позволяет с высокой достоверностью ежегодно проводить оценку сортов по экологической пластичности и стабильности. В результате статистического анализа по урожайности к высокопластичным сортам относятся Гром, Иришка и Грация, к среднепластичным Юмпа, Айвина и Сила. Экологическая пластичность ниже среднего уровня отмечена в сорте Лебедь и низкая в сорте Безостая 1. По экологической пластичности признака содержание клейковины в зерне от среднего до высокого значения этот показатель по годам отмечен у сортов Грация, Сила и Лебедь, средний у сорта Айвина, низкий у сортов Юмпа, Гром и Иришка. У сорта Безостая 1 в зависимости от условий года показатели экологической пластичности варьировали от низкого до высокого.

7. Из всех изученных признаков, наибольшая взаимосвязь с урожайностью отмечена для признака емкость ценоза. В 2008-2011 годах фенотипические коэффициенты корреляции между этими признаками варьировали от 0,91 до 0,97; генотипические от 0,65 до 0,94; экологические от 0,96 до 0,99 и имели вероятность более 99,9 %.

8. Функциональная зависимость урожайности от емкости ценоза, позволяет использовать этот признак при разработке агроэкологических паспортов сортов. У сортов Гром и Сила ведущая роль в формировании этого признака принадлежит плотности колосостоя, экологическая пластичность которого доминирует над показателями озерненности колоса. У сортов Иришка, Грация и Лебедь ведущая роль в формировании емкости ценоза напротив принадлежит озерненности колоса, а для сортов Юмпа и Айвина в равной степени важен вклад обоих признаков, поскольку они имеют сопоставимые величины экологической пластичности по обоим признакам.

9. Из компонентов структуры урожая наибольшую связь с конечным признаком имело количество колосьев на единице площади, коэффициенты rф между этими признаками варьировали в зависимости от условий года от 0,46 до 0,82; rg от 0,23 до 0,77; re от 0,73 до 0,95. Несколько меньшую связь с урожайностью имела озерненность колоса, rф между этими признаками варьировали в от 0,36 до 0,60; rg от -0,01 до 0,68; re от 0,46 до 0,82. Самая слабая связь с урожайностью отмечена у признака масса 1000 зерен, rф между этими признаками варьировали в от -0,04 до 0,55; rg от -0,26 до 0,14; re от -0,67 до 0,70.

10. Отмечен во все годы исследований разнонаправленный характер генотипической и экологической корреляционных связей с урожайностью для признаков содержание белка в зерне (rg от -0,58 до -0,78; re от 0,47 до 0,89), содержание клейковины в зерне (rg от -0,40 до -0,73; re от 0,46 до 0,87) и высота растений (rg от -0,11 до -0,61; re от 0,87 до 0,95). Это позволяет использовать эти признаки в качестве фоновых для оценки селекционного материала на продуктивность в системе регрессионного анализа.

11. Разработаны агроэкологические паспорта для семи сортов озимой мягкой пшеницы, использование которых позволяет в максимальной степени учитывать положительные эффекты взаимодействия генотип-среда. Они служат основой при разработке сортовых структур, которые за счет повышения адаптивности озимой пшеницы, позволяют увеличить и стабилизировать урожайность, качество и валовой сбор зерна. Сортовые системы расширяют границы оптимальных агротехнических сроков проведения уходных работ, способствует снижению пиковых нагрузок на сельскохозяйственную технику, снижают издержки и повышают экономические показатели производства зерна озимой пшеницы.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ И ПРОИЗВОДСТВУ

1. Учитывая высокую сопряженность признака емкость ценоза с урожайностью, использовать его в селекционных программах на продуктивность. При разработке технологии возделывания сорта, с целью управления урожайностью через показатель емкости ценоза, классифицировать сорта по экологической пластичности и отзывчивости на улучшение условий возделывания составляющих этот признак компонентов: плотности колосостоя и озерненности колоса.

3. Показатели содержания белка, клейковины, а также высоты растений рекомендуется использовать в качестве фоновых признаков при браковке селекционного материала на урожайность, как имеющих разную направленность генотипических и экологических связей с результирующим признаком.

4. При посеве сортов Юмпа, Иришка, Гром, Айвина, Грация, Сила, Лебедь, с целью увеличения урожайности и качества зерна, улучшения экономических показателей при его производстве, за счет повышения адаптивности озимой мягкой пшеницы, использовать разработанные агроэкологические паспорта.

Список опубликованных работ по теме диссертации

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Новикова, С.В. Использования показателя лемкости ценоза при формировании уровня урожайности озимой пшеницы / И.Н. Кудряшов, С.В. Новикова, Д.С. Раков // Вестник РАСХН.-2011.-Вып.№4.- С.30-32.

2. Новикова, С.В. Эффективность нового сорта пшеницы озимой мягкой Гром и его агроэкологический адрес / Л.А. Беспалова, И.Н. Кудряшов, С.И. Баршадская, С.В. Новикова // Земледелие.-2011.- Вып.№4.- С.12-13.

Работы, опубликованные в других изданиях

3. Новикова, С.В. Перспективы прецизионного использования сортов озимой пшеницы / Л.А.Беспалова, И.Н.Кудряшов, С.В.Новикова // Роль ВОГиС в современном научном мире: материалы научно-практической конференции Кубанского отделения ВОГиС (18-19 марта 2009 г.) / КубГАУ. - Краснодар, 2009. - С.10-15.

4. Новикова, С.В. Разработка агроэкологического паспорта сортов озимой пшеницы / С.В. Новикова, А.Н. Нехай, И.Н. Кудряшов // Научное обеспечение агропромышленного комплекса: материалы III всероссийской научно-практической конференции молодых ученых (18-20 ноября 2009 г.) / КубГАУ. - Краснодар, 2009. - С.55-56.

     Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]