Различают разные типы экологической адаптивности: пластичность, стабильность. Ценность сортов сельскохозяйственных растений зависит не только от абсолютных значений уровня урожайности, но и в значительной мере от экологической пластичности, способности сорта в различных условиях внешней среды достигать определенного значения урожайности. Поэтому изучение природы взаимодействия генотип-среда - одно из центральных направлений в современных генетико-селекционных исследованиях. Взаимодействие генотип-среда характеризуется рядом понятий: приспособляемость, пластичность, стабильность, гомеостаз, устойчивость и т. д.
Экологическая стабильность сортов, их устойчивость к лимитирующим факторам среды и способность давать высокий и стабильный урожай привлекают все больше внимание селекционеров. Понятия «стабильность» и «пластичность» в отечественной и зарубежной литературе трактуются по-разному, что затрудняет оценку этих параметров и их использование при отборе. A. D. Bradshaw (1965) определил пластичность как свойства генотипа изменять значение признаков в различных условиях среды, а стабильность - как отсутствие пластичности [6,8].
Среди набора сортов наиболее ценными для народного хозяйственного будут те, которые имеют более высокий средний уровень урожайности и качества семян и в то же время меньший размах колебаний признаков в меняющихся условиях выращивания, т. е. будут пластичными [2]. Оценка сортов по экологической пластичности представляет интерес для селекции при их районировании. Одной из особенностей лучших современных сортов является сочетание в них высокой продуктивности с относительной устойчивостью урожая в варьирующих условиях выращивания. Наиболее часто для определения экологической стабильности используется методика S.A. Eberhart and W.A. Rassell [4], которая позволяет определить не только пластичность какого-либо генотипа, но и его стабильность.
В связи с этим основной целью нашей работы было определение экологической пластичности сортов льна масличного.
Объекты и методы исследований
Исследования проводились на полях ГНУ СОС ВНИИМК Россельхозакадемии в лаборатории льна масличного в городе Исилькуле. Предшественник - чистый пар. Агротехническая обработка почвы состояла из ранневесеннего боронования и предпосевной культивации, с последующим прикатыванием после посева. Агроклиматические условия оказывают значительное влияние на развитие растений льна масличного [1]. Гидротермические условия в годы проведения опытов (2009-2013 гг.) существенно различались (табл. 1).
Таблица 1
Метеорологические данные в годы испытания сортов льна масличного в ЭСИ
|
Месяц |
2009 год |
2010 год |
2011 год |
2012 год |
2013 год |
|||||
|
Средяя t 0C |
Осадки, мм |
Средяя t 0C |
Осадки, мм |
Средняя t 0C |
Осадки, мм |
Средняя t 0C |
Осадки, мм |
Средняя t 0C |
Осадки, мм |
|
|
Май |
12,5 |
37 |
12,6 |
20 |
11,7 |
40 |
12,7 |
36 |
10,3 |
52 |
|
Июнь |
16,7 |
60 |
19,0 |
38 |
18,6 |
67 |
19,8 |
52 |
16,9 |
14 |
|
Июль |
18,2 |
163 |
18,3 |
10 |
17,6 |
79 |
22,3 |
36 |
18,7 |
68 |
|
Август |
16,3 |
144 |
19,4 |
17 |
15,0 |
62 |
18,2 |
17 |
16,9 |
90 |
|
Сентябрь |
9,4 |
29 |
11,3 |
12 |
13,5 |
9 |
12,1 |
14 |
10,7 |
30 |
|
Всего осадков, мм |
433 |
97 |
257 |
155 |
254 |
|||||
Анализирую метеоданные в год проведения исследования, можно сделать вывод, что в 2011, 2013 и 2009 года наблюдались более благоприятные условия для роста и развития льна масличного. Погода была влажной и прохладной. По сравнению с предыдущим годом в 2010 и 2012 году среднемесячные температуры воздуха в период вегетации льна масличного превышали средние многолетние. Наблюдался крайний дефицит влаги в почве. Это отразилась на формировании урожайности и технологичности качеств семян льна масличного.
Таким образом, агроклиматические условия в годы опытов позволили наиболее полно и достоверно оценить сорта льна масличного, что способствовало достижению поставленной в исследованиях цели.
Материалом исследований являлись 11 сортов льна масличного, созданных методом многократного индивидуального отбора из гибридных популяций, которые переданы для испытания в экологический питомник. Сорта льна масличного созданы в разных научных учреждений Российской Федерации: Сибирская Опытная станция ВНИИМК Россельхозакадемии в г. Исилькуле (Северный, Сокол, Легур, Исилькульский); ВНИИМК им. В. С. Пустовойта Краснодарский НИИСХ (ВНИИМК-620, Циан, Ручеёк, Флиз, Сюрприз, Снежок); Донская ОС (Небесный).
Адаптивные свойства оценивали по методу, предложенному S.A. Eberhart, W.A. Russell в изложении В.А. Зыкина и др. [3,7]. Метод основан на расчете двух параметров: коэффициента линейной регрессии и среднеквадратического отклонения от линии регрессии дисперсии. Коэффициент регрессии дает оценку пластичности сорта в генетическом смысле. Второй характеризует стабильность сорта в различных условиях среды.
Результаты исследований
Наиболее благоприятным по погодным условиям, среди изучаемых лет оказался 2011 год, индекс условий среды (Ij) составил 4,33, худшие условия сложились в 2012 г. Ij = -6,19 (табл. 2).
Таблица 2
Урожайность сортов льна масличного в ЭСИ
|
Сорт |
Урожайность, ц/га |
Пластич-ность, bi |
Стабиль-ность, Qd2 |
|||||
|
2009 г. |
2010 г. |
2011 г. |
2012 г. |
2013 г. |
Среднее |
|||
|
Cеверный- |
24,70 |
18,60 |
28,40 |
13,10 |
21,20 |
21,20 |
1,40 |
1,54 |
|
Сокол |
22,50 |
17,80 |
25,20 |
14,20 |
21,90 |
20,32 |
1,05 |
0,33 |
|
Легур |
17,80 |
17,40 |
20,10 |
11,90 |
21,70 |
17,78 |
0,78 |
5,04 |
|
Исилькульский |
21,70 |
17,70 |
26,20 |
11,40 |
20,10 |
19,42 |
1,32 |
0,95 |
|
Флиз |
20,90 |
16,90 |
22,10 |
11,30 |
19,60 |
18,16 |
1,04 |
0,29 |
|
Ручеёк |
18,60 |
13,90 |
22,90 |
12,40 |
19,50 |
17,46 |
0,99 |
2,70 |
|
Снежок |
18,80 |
16,70 |
17,30 |
13,80 |
17,60 |
16,84 |
0,40 |
1,12 |
|
Циан |
21,70 |
16,80 |
22,10 |
12,90 |
20,80 |
18,86 |
0,95 |
0,67 |
|
Сюрприз |
23,90 |
17,40 |
24,50 |
9,80 |
21,60 |
19,44 |
1,47 |
1,15 |
|
ВНИИМК-620 |
23,10 |
18,20 |
27,30 |
15,70 |
20,00 |
20,86 |
1,03 |
3,58 |
|
Небесный |
20,60 |
19,00 |
20,40 |
14,20 |
18,20 |
18,48 |
0,58 |
1,54 |
|
Среднее |
21,30 |
17,31 |
23,32 |
12,79 |
20,20 |
- |
- |
- |
|
Ij |
2,32 |
-1,67 |
4,33 |
-6,19 |
1,22 |
- |
- |
- |
Установлено, что особую ценность представляют те сорта, урожайность которых характеризуется величиной от средней высокой, коэффициент регрессии (bi) близок или превосходит 1, стабильность (Qd2), близок к 0, что свидетельствует о соответствии урожайности сортов изменению условий среды. Такие сорта требовательны к высокому уровню агротехники, так как только в этом они дадут максимум отдачи. Среди изучаемого материала к таким следует отнести сорта: Флиз (bi = 1,04, Qd2 = 0,29), Сюрпирз (bi = 1,47, Qd2 = 1,15), Северный (bi = 1,40, Qd2 = 1,54), ВН-620 (bi = 1,03, Qd2 = 3,58).
Ценными сортами можно считать и те, которые характеризуются достаточно высокой урожайностью и отзывчивостью на условия выращивания (bi≥1) и вместе с тем низкой стабильностью, что свидетельствует о прогрессивном увеличении урожайности данных сортов при улучшении условий выращивания. Такая реакция, свойственная сортам интенсивного типа. К этой группе относятся сорт местной селекции: Сокол (bi = 1,05, Qd2 = 0,33), Исилькульский (bi = 1,32, Qd2 = 0,95).
В третью группу отнесены сорта: Легур (bi = 0,78, Qd2 = 5,04), Циан (bi = 0,95, Qd2 = 0,67), Ручеёк (bi = 0,99, Qd2 = 2,70), Снежок (bi = 0,40, Qd2 = 1,12), Небесный (bi = 0,58, Qd2 = 1,54), имеющие сравнительно низкую среднюю урожайность, характеризующиеся слабой реакцией на улучшение условий среды (bi≤1) и высокой стабильностью, что свойственно сортам экстенсивного типа.
Наглядную информацию по реакции сортов на условия внешней среды дают линии регрессии урожайности на изменение условия выращивания (рис. 1).
Рис. 1. Линии регрессии урожайности сортов льна масличного
Cорта Легур, Флиз, Циан, Ручеёк, Снежок, Небесный имеют среднюю урожайность меньше средней по опыту, в связи с чем их линии регрессии находятся ниже средней по опыту. Линии регрессии урожайности сортов Северный, Сокол, Исилькульский, Сюрприз и Вн-620 пересекают ординату выше точки средней по опыту, что объясняется более высоким уровнем урожайности этих сортов в среднем за все годы испытаний.
Величина наклона линии регрессии даёт наглядную информацию о поведении сортов относительно друг друга и в сравнении со средней реакцией сортов на изменение условий выращивания. Линии регрессии сорта Легур, Вн-620 идёт параллельно средней по опыту (x), т.е. данный сорт изменяет свою урожайность с изменением условий так же, как и в среднем сорта изучаемого набора.
Сорт Снежок характеризуются низкой отзывчивостью на улучшение условий выращивания (bi = 0,40). Вместе с тем сорта Флиз, Циан, Ручеёк, Небесный, Легур характеризуются более высокой средней по отношению к сорту Снежок.
Сорт Исилькульский, Сюрприз характеризуются высокой отзывчивостью на улучшение условий. Линии регрессии этих сортов находятся выше средней в благоприятных условиях испытания. В условиях жесткого стресса они снижают свою урожайность по сравнению со средней многолетней.
Сорт Северный - лучший в данном наборе. Он характеризуется отзывчивостью на улучшение условий выращивания, на что указывает крутая линия регрессии. В жестких условиях урожайность этого сорта падает. Он также имеет наивысшую среднюю урожайность по отношению к другим сортам.
Эффективное увеличение производства льна масличного в южной лесостепи Омской области может основываться только на высокоурожайных, высокомасличных современных сортах с коротким вегетационным периодом. Создание высокопродуктивных сортов льна масличного с укороченным периодом вегетации является одной из наиболее важных задач в селекции этой культуры. Выведение таких сортов позволяет ещё больше расширить ареал возделывания льна масличного, а также получить гарантированные урожаи и высококачественный семенной материал.
Заключение
На основании проведённых исследований следует отметить, что сорта, которые характеризуются достаточно высокой урожайностью и отзывчивостью на условия выращивания и вместе с тем низкой стабильностью, целесообразно использовать в качестве исходного материала в условиях Западной Сибири. К таким сортам относятся сорта Сокол, Исилькульский, Северный и Сюрприз.
Рецензенты:
Евдокимов М.Г., д.с.-х.н., зав. лабораторией селекции твердой пшеницы, ГНУ Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Сибирского отделения РАСХН, г.Омск.
Ильин В.С., д.с.-х.н., профессор, в.н.с., Сибирский филиал ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института кукурузы, г. Омск.