Адаптированность современных сортов и гибридов подсолнечника к условиям Иордании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Адаптированность современных сортов и гибридов подсолнечника к условиям Иордании

Подсолнечник - важная масличная культура в мировом сельском хозяйстве. По данным ФАО в 2009 году посевные площади подсолнечника составили 23,8 млн. га при средней урожайности 13,4 ц/га. Его возделывают в 60 странах как южного, так и северного полушария, в тропическом, субтропическом и умеренном климате. Основными производителями подсолнечника являются Россия (6,4 млн. т), Украина (6,3 млн. т), Аргентина (2,5 млн.т), Франция (1,7 млн. т), Китай (1,6 млн. т), США (1,4 млн.т), Болгария (1,3 млн. т), Венгрия (1,3 млн.т), Турции (1,1 млн. т). О возможности выращивания подсолнечник при орошении свидетельствует опыт Индии (1,0 млн. т.), Ирака (0,07 млн. т), Ирана (0,05 млн. т), Египта (0,03 млн. т) и ряда других стран [1]. В тоже временя для Иордании семена подсолнечника импортировались. Поэтому изучение возможности увеличения производства собственных маслосемян достаточно важно и актуально. Продуктивность растений зависит от степени реализации биологического потенциала данной культуры в определенных условиях окружающей среды. Способность сортов и гидридов сохранять высокую урожайность в различных экологических условиях является основной целью селекционеров при создании новых сортов. Основной задачей настоящего исследования явилось изучение возможности выращивания сортов и гибридов подсолнечника современной селекции в условиях Иордании.

Для решения этого задания в 2006-2008 гг. Сумским национальным аграрным университетом (Украина) совместно с Национальным центром сельскохозяйственных исследований и трансфера технологий (Иордания) (широта 30 ос.ш.) были проведены исследования по испытанию сортов и гибридов подсолнечника украинской селекции. Объектами исследований были сорта Постолянский, Оникс и гибриды Валентин, Визит, Кий. Полевые опыты проведены согласно общепринятым методикам и «Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур» [2]. Площадь учетных делянок 50 м2, повторность трех кратная. Для определения морфологических параметров измеряли по 15 маркированных растений каждой повторности. По этим растениям определяли продуктивность, показатели качества семян и биологическую урожайность подсолнечника. Густота стояния растений в фазе начала бутонизации составляла 50 тис/га, ширина междурядий - 70 см. Параллельно выращивание изучаемых сортов и гибридов проводилось на Украине, на опытном поле Сумского национального аграрного университета (без полива) (широта 51о с. ш.). Экологическую пластичность и стабильность урожайности сортов и гибридов подсолнечника проводили методом Эберхарта - Рассела [3]. Полученные данные обрабатывали с помощью дисперсионного, регрессионного анализов некоммерческими компьютерными программами для биологии и агрономии [4].

Результаты и обсуждение. По результатам фенологических наблюдений установлено, что в условиях Иордании около 75% семян проросло на 14-15 день после посева. Продолжительность фазы всходы - образование корзинки составила 29-32 дня. При выращивании на Украине полные всходы были получены на 15-17 день, фаза всходы - образование корзинки длилась 32-35 дней. Отличия в темпах прохождения фаз роста и развития в зависимости от места выращивания и группы спелости сортов более четко стали проявляться, начиная с фазы цветения. Условия Средиземноморья обеспечили наступление фазы цветения на 58-64 день после посева. Отмечено ускоренное прохождение фаз развития растениями подсолнечника при выращивании в условиях Иордании. На Украине растения зацветали на 62-70 день. В целом, длительность вегетационного периода при выращивании подсолнечника на Украине была на 5-8 дней продолжительней, чем при выращивании в Иордании. Так, вегетационный период при выращивании на Украине у гибридов Визит, Кий и сорта Оникс составил 97-102 дня, гибрида Валентин и сорта Постолянский - 111-114 дней.

Изменение периода вегетации растений является реакцией на укороченный световой день в условиях Средиземноморья, что подтверждается работами с разными культурами: кукурузой, соей, подсолнечником [5-6]. С целью изучения влияния условий формирования растений на их рост в фазу цветения определяли морфологические параметры: высоту, общую фитомассу растений и корзинок, диаметр корзинок (табл. 1).

Следует отметить, что высота растений в условиях Иордании была значительно меньше по сравнению с растениями, сформированными на Украине. На наш взгляд этот факт объясняется разными условиями радиационного режима, важной составляющей которого является длительность солнечного сияния, то есть времени, в течении которого прямые солнечные лучи попадают на земную поверхность.

По реакции на фотопериод растения делятся на группы: растения, требующие длительного дневного освещения (растения длинного дня - пшеница, рожь, овес, ячмень, горох, лён, клевер, свекла и др.); растения недлительного дневного освещения (растения короткого дня - просо, кукуруза, фасоль, соя, сорго); промежуточные и нейтральные растения. Промежуточные культуры не цветут и не плодоносят, а нейтральные растения совсем не реагируют на продолжительность дня.

сельский подсолнечник гибрид

Таблица 1. Влияние экологических условий на морфологические параметры подсолнечника (среднее за 2006-2008 гг.)

В современной научной литературе нет однозначного решения, к какой группе принадлежит подсолнечник. Синская Е.Н. [7] пришла к выводу, что «исходные филогенетичеки наиболее древние типы подсолнечника Helianthus annus L. относятся к группе длиннодневных растений», так как центр их происхождения по Вавилову - Канада. Короткодневные формы возникают как адаптации при культивировании подсолнечника в южных районах. Ряд ученых относит подсолнечник к растениям короткого дня [8]. Некоторые исследователи утверждают, что подсолнечник - фотопериодически нейтральное растение, но существуют генотипы, проявляющие амбифотопериодическую реакцию, т. е. у них короткий (<11 час) и длинный (>14 час) день [9].

При оптимальных погодных условиях выращивания популяция подсолнечника выглядит достаточно однородной по большинству селектируемых признаков. Скрытый запас изменчивости, считает Синская Е. Н. [11], можно обнаружить с помощью различных агрофонов. Она классифицировала фоны по их способности выявлять изменчивость на три группы: стабилизирующий агрофон, в котором полиморфизм не проявляется; анализирующий агрофон, способствующий обнаружению изменчивости и нивелирующий агрофон -- угнетающий жизнеспособность биотипов и нивелирующий различия между ними.

Проведенные исследования в контрастных экологических условиях (Украина - Иордания) подтверждают выше изложенные утверждения сложного микроэволюционного формирования фотопериодичности у подсолнечника, и кроме того, объясняют природу отличия у современных гибридов и сортов. Так, при выращивании в условиях Иордании отмечалась значительная невыравненность по высоте сортов по сравнению с гибридами, что не было отмечено в условиях Украины. На наш взгляд, это связано с различным отношением к фотопериоду у сортов и гибридов. Гибриды в качестве генетически полностью одинаковых растений ведут себя как растения короткого дня, а сорта, состоящие из менее идентичных по морфобиологическими параметрами растений, реагируют на фотопериод частично как растения короткого дня, а частично как нейтральные. Таким образом, часть растений, сортов-популяций короткого дня откликается на короткий день и, как следствие, наблюдается уменьшение высоты до 113-125 см для Постолянского и 82-90 см для Оникса. Популяции растений нейтральных сортов, почти не реагируют на изменение условий и, как следствие, высота растений формируется на уровне 145-162 см для Постолянского и 112-123 см для Оникса, что характерно и для условий Украины.

При выращивании в Иордании максимальный средний показатель высоты был отмечен у растений сортов Постолянский - 140,4 см и Оникс - 98,7 см. Низкорослостью отличался гибрид Кий - 80,7 см. Растения всех изучаемых сортов и гибридов, сформировавшиеся в условиях Украины, были более высокорослыми. Так, средний показатель высоты растений у сорта Постолянский составил 166,8 см, у гибрида Валентин - 163,3 см. Низкорослыми были растения сорта Оникс - 135,5 см и гибрида Визит - 136,9 см.

Как правило, наблюдается увеличение общей фитомассы при увеличении высоты растений, поэтому подсолнечник, сформированный в условиях Украины, характеризовался средними показателями массы растений на уровне 187,0-293,9 г, по сравнению с 112,5-237,7 г, у растений, сформировавшихся в условиях Иордании.

После цветения корзинка подсолнечника становиться центром аккумулирования ассимилянтов. Диаметр корзинки характеризует величину данной способности и имеет большое значение. У четырех из пяти изучаемых сортов и гибридов наблюдалось увеличение данного показателя при выращивании в условиях Лесостепной зоны Украины. Наибольшим диаметр корзинки был у растений сорта Оникс и гибрида Визит (19,6-19,8 см). В условиях Иордании наибольший диаметр соцветия был у растений гибрида Валентин (18,3 см), а сорта сформировали корзинки диаметром всего в 14,6-14,7 см. Масса корзинки имела прямо пропорциональную зависимость от диаметра и соответственно была наибольшей в условиях Украины - у гибрида Кий (116,8 г), и у сорта Оникс (110,7 г), а в условиях Иордании у гибрида Валентин (150,0 г).

Важным показателем реализации биологического потенциала растений является соотношение массы генеративной и вегетативной сферы. Среди исследуемых вариантов наиболее высокое соотношение имели растения, сформированные в условиях Иордании (0,51-0,75). В лесостепи Украины этот показатель находился на уровне 0,41-0,55.

Морфогенез подсолнечника обуславливает формирование продуктивности растений. Основными показателями продуктивности растений подсолнечника является количество и масса семян в одной корзинке. В условиях Украины по количеству семян существенно выделялись гибрид Кий (879 шт.) и сорт Постолянский (845 шт.) в отличии от гибридов Визит (715 шт.), Валентин (759 шт.) и сорта Оникс (720 шт.). Максимальное количество семян в корзинке формировалось у гибрида Валентин (904 шт.), что существенно больше всех других сортообразцов, выращенных в Иордании. По средней массе семян с одной корзинки в условиях Украины отличались гибрид Кий (57,5 г) и сорт Оникс (56,9 г). Наименьший вес имели семена гибрида Валентин (40,3 г). Условия Иордании создали возможность большей реализации биологического потенциала для гибрида Валентин. Масса его семян в среднем в одной корзинке была максимальной (58,1 г) среди образцов, изучаемых в условиях Иордании. В Иордани выявлен существенный недобор семян (35,4 г) у сорта Постолянський (табл. 2).

Таблица 2. Влияние экологических условий на показатели продуктивности и качества семян подсолнечника (среднее за 2006-2008 гг.)

Масса 1000 штук семян характеризует крупность и выполненность семянок и является важным параметром при получении сырья для кондитерской промышленности. Кроме того существует ряд исследований о влиянии крупности семян подсолнечника на рост и развитие будущего растения (12 -14). Наиболее выполненные семена в условиях Украины были у сорта Оникс (78,9 г), что обуславливается природой данного сорта кондитерского направления. Достаточно крупные семена формировались у гибрида Кий (65,4 г). В условиях Иордании уменьшилось варьирование по крупности семян, но сохранились лидеры по массе 1000 штук семян, а именно: сорт Оникс (71,0 г) и гибрид Кий (67,7 г).

Экологические условия влияют на образование масла. Известно, что увеличение содержания масла наблюдается у тех растений, которые были выращены в северных регионах и при большей высоте над уровнем моря. Увеличение достигает 10-15%. На крайнем севере масло накапливается даже у тех культур, где его традиционно нет, например, у картофеля [10-11]. Наибольшим содержанием масла (49,8%-50,1%) характеризовались семена, выращенные на Украине. Исключение составляет сорт кондитерского использования Оникс (39,2%). Условия Иордании обеспечили формирование семян с масличностью на уровне 46,5-47,9%.

По результатам исследований установлено, что урожайность варьировала в зависимости от места выращивания, наследственных особенностей сортов, условий года. В большей степени отличались уровни урожайности подсолнечника при выращивании на Украине, что обуславливается погодными условиями года. Четко прослеживается тенденция к снижению урожайности в 2006 году, который характеризовался избыточным увлажнением и как следствие более интенсивным развитием болезней подсолнечника (бела, серая гниль).

Таблица 3. Оценка пластичности, стабильности сортов и гибридов подсолнечника по показателю «урожайность» в условиях Украины и Иордании (2006-2008 гг.)

На Украине коэффициент пластичности (b) урожайности исследуемых сотов и гибридов подсолнечника варьировал от 0,485 до 0,864. К формам с пониженной отзывчивостью на условия среды по урожайности относятся сорт Оникс (b=0,485) и гибрид Визит (b=0,552). Поскольку они слабо отзываются на изменения факторов среды, их лучше использовать на экстенсивном фоне, где они сформируют достаточно высокую урожайность при незначительных затратах.

В условиях Иордании наиболее пластичным выявился гибрид Валентин. (b=1,83). Сорта Оникс и Постолянский имели реакцию близкую к средней групповой (b=0,992 и b=0,939). При коэффициенте равном или близком к единице, изменение показателей у сортов соответствует изменению условий - при хорошем питательном режиме они высокие, а при низком - снижаются [12]. По результатам анализа можно утверждать, что гибрид Валентин имеет высокую экологическую пластичность с минимальным значением (W). То есть для климатических условий и уровня агротехники Иордании он характеризуется как гибрид интенсивного типа с положительной реакцией на изменение условий среды. Изменения в показателях стабильности и пластичности исследуемых сортов и гибридов относительно Украины и Иордании целиком и полностью подтверждает гипотезу о том, что не бывает абсолютно одинаковой реакции генотипа на контрастные условия выращивания. Поэтому для адаптации и районирования сорта в других условиях необходимо проводить исследования его продуктивности и вносить коррективы в рекомендуемую технологию относительно полученных данных.

Выводы

На основе проведенных исследований установлено, что современные сорта и гибриды подсолнечника существенно реагируют на изменение экологических условий выращивания. В тоже время можно заключить, что в условиях Иордании возможна организация производство подсолнечника без их импорта. Следует отметить достоверное уменьшение структурных морфологичеких параметров растений при выращивании в условиях Иордании: высоты растений - на 37-90%; фитомассы - на 19-80%; диаметра и массы корзинки - на 19-34% (кроме гибрида Валентин). По основным составляющим продуктивности растений варьирование имело свою специфику в зависимости от условий выращивания и сорта. Так, в условиях Иордании наблюдалось увеличение количества и массы семян в одной корзинке у гибрида Визит на 6-12%, а у Валентин на 16-30% по сравнению с их продуктивностью в условиях Украины. Установлено, что гибрид Валентин характеризуется как высоко адаптированный, способный формировать высокие и стабильные урожаи семян подсолнечника в условиях Иордании.

Использованные источники

1. Crops processed [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://faostat.fao.org/site/636/default.aspx#ancor

2. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М.: Колос, 1989. - 30 с.

3. Eberhart S.A., Russell W.A. Stability Parameters for Comparing Varieties. Crop Sci. 6: 1966. - Р. 36-40.

4. Боровиков В. STATISTICA: искусство анализа данных на компьютере. Для профессионалов. - СПб.: Питер, 2001. - 656 с.

5. Давыденко О.Г., Голоенко Д.В., Розенцвейг В.Е. Подходы к селекции раннеспелых сортов сои // Сб. статей координационного совещания (Краснодар, 8-9 сентября 2004. Итоги исследований по сое за годы реформирования и направления НИР на 2005-2010 гг. - Краснодар.

6. Арасланова Н.М. Фототермические условия выращивания как фоны оценки и отбора скороспелых форм подсолнечника. - Автореферат дис. к. с.-х. наук. - Краснодар, 1995. - 24 с.

7. Волошина О. И. Контрастные сроки посева как фон для оценки и отбора селекционного материала подсолнечника. - Автореферат дис. к. б. наук. - Краснодар, 2003. - 16 с.

Размещено на Allbest.ru