Автореферат: Влияние гидротермических факторов на изменчивость хозяйственно ценных признаков подсолнечника в Ростовской области

В таблице 4 приведены зависимости изменчивости хозяйственно-ценных признаков подсолнечника от внутренних (генотип сорта или гибрида) и внешних (почвенно-климатические условия сортоиспытательного участка) факторов 2009-2011 гг., рассчитанные с помощью двухфакторного дисперсионного анализа без повторений и непараметрического рангового критерия Фридмана.

Хорошо видно, что подавляющий вклад в изменчивость всех исследованных признаков у сортов и гибридов подсолнечника, проходящих конкурсное испытание на семи ГСУ, расположенных в различных климатических зонах Ростовской области, вносит внешняя среда, т.е. гидротермические и эдафические условия района культивирования. Так, степень влияния внешних факторов в изменчивость урожайности, продолжительности вегетационного периода, массы 1000 семянок, и высоты растений составила в 2009 г. - 82, 56, 79, 75 %, в 2010 г. - 86 , 69, 72 и 69 %, в 2011 г. - 96, 81, 88, 71 %, соответственно. То есть вклад внешней среды в изменчивость основных хозяйственно ценных признаков за три года наблюдений (2009-2011) в среднем составил: в продуктивность - 88 % (82- 96 %); в продолжительность вегетации - 69 % (56-81 %); в высоту растений - 72 % (69-75 %) и в массу 1000 семянок - 80 % (72-88 %).

Следует заметить, что, по логике дисперсионного анализа, общая групповая дисперсия складывается не только из дисперсий групповых средних по рассматриваемым факторам, но и из средней групповой дисперсии остаточных факторов. Это означает, что сумма влияний рассматриваемых факторов обычно меньше 100 %.

Непараметрические методы (табл. 4) качественно подтвердили результаты, полученные традиционным двухфакторным анализом без повторений.

Сравнительный анализ хозяйственно-ценных признаков подсолнечника отечественной и зарубежной селекции

Конкурсное испытание подсолнечника проводили на четырех сортоиспытательных участках Инспектуры по Ростовской области ФГУ «Госсорткомиссии» Министерства сельского хозяйства и продовольствия РФ в 2009-2010 гг. - 19 сортов и гибридов отечественной и 16 гибридов зарубежной селекции.

В таблице 5 приведены средние показатели урожайности исследованных генотипов подсолнечника на четырех сортоиспытательных участках. Наибольший средний показатель продуктивности за годы исследования был получен в 2010 г. на Ростовском ГСУ как у отечественных сортов и гибридов (26,5 ц/га), так и у импортных гибридов (28,4 ц/га), а наименьший в 2009 г. - на Орловском ГСУ 8,5 ц/га и 8,8 ц/га соответственно. Интересно отметить, что к средней урожайности подсолнечника (по данным Росстата - около 10 ц/га) в Ростовской области в 2009-2010 гг. наиболее близки показатели Тарасовского ГСУ и Орловского ГСУ. Тогда как средняя урожайность всех исследованных генотипов на четырех сортоиспытательных участках на 60 % в 2009 г. и на 80 % в 2010 г. превышает этот показатель.

Таблица 5

Урожайность сортов и гибридов подсолнечника отечественной и зарубежной селекции на ГСУ Инспектуры по Ростовской области ФГУ «Госсорткомиссии» (2009-2010)

Следует отметить, что показатели в 2009 г. уступают таковым в 2010 г. на четырех сортоиспытательных участках. Это может быть связано с низким гидротермическим коэффициентом первых двух месяцев вегетации. ГТК мая и июня в 2009 г. на 1/3 меньше аналогичного показателя в 2010 г.

Средняя урожайность сортов и гибридов отечественной селекции в 2009-2010 гг. на четырех сортоиспытательным участкам составила 17,4 ц/га, а гибридов зарубежной селекции - 17,2 ц/га. Следовательно, можно сделать вывод, что по урожайности отечественные промышленные формы подсолнечника в Ростовской области не уступают импортным гибридам. Следует отметить, что стоимость одного килограмма семенного материала российской селекции в Ростовской области в январе 2012 г. составила в среднем 110-250 рублей (для сортов) и 200-280 руб. (для гибридов) (http:// www.dos-vniimk.ru), что как минимум в два раза дешевле стоимости семенного материала импортных гибридов.

Влияния климатических факторов на изменчивость хозяйственно ценных признаков подсолнечника в Приазовской зоне Ростовской области

В таблице 6 приведены ежемесячные значения интегрированного показателя атмосферных осадков и температуры воздуха - гидротермического коэффициента (ГТК) за 2004-2011 гг. Видно, что в течение 8 лет наблюдений средние показатели ГТК вегетационного периода подсолнечника варьируют в широких пределах: от 0,22 (2007) до 1,09 (2005), что связано, в первую очередь, с динамикой выпавших осадков. Показатели среднемесячных значений ГТК также варьируют, но в значительно меньшей степени, при чем наблюдается обратная зависимость показателей ГТК в течение вегетационного периода подсолнечника: май (1,01), июнь (0,71), июль (0,68), август (0,46). Следует заметить, что влагообеспеченность районов для выращивания сельскохозяйственных культур оценивается на основании значений ГТК: менее 0,3 - очень сухо, от 0,3 до 0,5 - сухо, от 0,5 до 0,7 - засушливо, от 0,7 до 1,0 недостаточное увлажнение, 1,0 - равенство прихода и расхода влаги, от 1,0 до 1,5 - достаточное увлажнение, более 1,5 - избыточное увлажнение (Агроклиматический атлас мира, 1972).

Таблица 6

Гидротермический коэффициент на Донской опытной станции им. Л. А. Жданова ВНИИМК (2004-2011)

*ГТК мая рассчитывали, с учетом срока посева подсолнечника.

**ГТК августа рассчитывали с учетом срока вегетации подсолнечника.

На основании средних показателей ГТК вегетационного периода подсолнечника можно заключить, что за исключением 2005 г. (ГТК 1,09) Приазовскую зону Ростовской области можно характеризовать от очень сухой (ГТК 0,22; 2007 г.) до недостаточного увлажнения (ГТК 0,88; 2004 г.) и в среднем (ГТК 0,69) как засушливый район для возделывания культурных растений.

При анализе ежемесячных значений ГТК на ГНУ ДОС ВНИИМК в периоды вегетации подсолнечника за восемь лет исследований наблюдали все степени увлажнения: от очень сухой (май 2007 г, июнь 2007-2010 гг., июль 2007, 2008 гг., август 2006, 2008, 2010) до избыточного увлажнения (май 2010 г., июнь 2006 г., июль 2005 г.). Наименьшее среднее значение ГТК за время исследований зафиксировали в августе - 0,46, а наибольшее в мае - более 1.

а) ГТК мая-урожайность б) ГТК июня-урожайность

в) ГТК июля-урожайность г) ГТК августа-урожайность

д) Средний ГТК периода вегетации-урожайность

Рис. 2. Динамика урожайности подсолнечника в зависимости от гидротермического коэфициента на ДОС ВНИИМК (2004-2011)

Анализ урожайности шести форм подсолнечника селекции ГНУ ДОС ВНИИМК в зависимости от динамики среднего ГТК вегетационного периода (рис. 2 д) свидетельствует, что подсолнечник в Приазовской зоне Ростовской области достигает максимальных показателей при гидротермическом коэффициенте 0,81. С дальнейшим ростом ГТК урожайность подсолнечника снижается. Вероятно, это вызвано развитием многочисленных болезней, и в первую очередь, грибных которые при высоком увлажнении с/х угодий и высокой температуре могут значительно снижать урожайность этой культуры. Косвенным подтверждением этого предположения, являются результаты, приведенные на рисунке 2 г. В августе между урожайностью и значениями ГТК наблюдается обратная зависимость. То есть высокое увлажнение в данный период, на заключительных фазах вегетации растений, стимулирует развитие бактериальной и грибной инфекции.

В целом, следует отметить достаточно стабильную продуктивность изучаемых форм подсолнечника - диапазон вариабельности среднего значения шести генотипов за исследуемый период был около 4 ц/га. Наиболее продуктивными зарекомендовали себя гибриды Партнер и Престиж, которые даже с учетом экстремальных климатических сезонов продемонстрировали в среднем за восемь лет более 23 ц/га, а наименее продуктивным - раннеспелый гибрид Донской 22 - только 19,1 ц/га.

Анализ высоты растений от динамики среднего ГТК всего периода вегетации подсолнечника продемонстрировал прямую зависимость показателей. Однако зависимости среднемесячных ГТК и высоты растений имеют неоднозначный характер. Так, например, в мае с ростом ГТК до значения 1,15 увеличиваются показатели высоты растений, при дальнейшим повышении ГТК до 2,5 включительно высота растений у всех генотипов подсолнечника в различной степени снижается. ГТК июня в пределах от 0,2 до 1,6 практически не влияет на показатели роста подсолнечника. В июле показана прямая зависимость высоты растений от ГТК. Максимальные показатели высоты растений получены при значениях ГТК августа в широком диапазоне от 0,12 до 0,51, с повышением ГТК до 0,9 происходит снижение роста растений.

Масличность семян подсолнечника оказалась стабильной в течение всего периода исследований и практически не зависела от динамики изучаемых факторов среды. Средний показатель масличности шести промышленных форм за восемь лет составил 47 %.

Таким образом, установлено, что при значении ГТК около 0,8 исследованные генотипы подсолнечника достигают максимальных показателей урожайности и высоты растений. Масличность семян, несмотря на диапазон среднего значения ГТК за вегетационный период от 0,22 до 1,09, остается стабильной.

Зависимость поражаемости заразихой и ризопусом сортов и гибридов подсолнечника от динамики гидротермического коэффициента района возделывания

В таблице 7 приведена корреляционная зависимость (по Спирмену) между устойчивостью к заразихе и ризопусу изучаемых форм подсолнечника и динамикой ГТК за период 2005-2009 гг. В эксперименте использовали три группы сортов и гибридов: раннеспелые - Казачий, Партнер, Донской 151, Донской 22; среднеранние - Донской 60, Престиж, Сигнал, Гарант; среднеспелые - Азовский, Донской 1448, проходивших конкурсное испытание на ДОС ВНИИМК.

Видно, что погодные условия мая и августа не влияют на уровень поражаемости заразихой всех исследуемых форм подсолнечника. Положительные корреляции с погодными условиями июня выявлены только у неустойчивых гибридов. А погодные условия июля стимулируют поражаемость заразихой, за исключением гибрида Гарант, у всех изучаемых генотипов.

Таблица 7

Зависимость поражаемости заразихой и ризопусом сортов и гибридов подсолнечника от динамики гидротермического коэффициента на ДОС ВНИИМК (согласно ранговой корреляции по Спирмену) (2005-2009)

Примечание: «+» - положительная ранговая корреляция по Спирмену (достоверность ? 95 %). *Не обнаружено достоверного влияния на поражаемость заразихой и ризопусом ГТК мая и августа

Независимо от срока вегетации, за исключением раннеспелого сорта - стандарта Казачий с максимальной устойчивостью к ризопусу и гибрида Донской 151 из этой группы, изученные формы продемонстрировали достоверную зависимость между действием климатических факторов июня (показатель ГТК) и уровнем поражаемости этим патогеном.

Однако у наиболее чувствительного к ризопусу гибрида Донской 151 обнаружена положительная зависимость не от ГТК июня, а от ГТК июля. Устойчивость к ризопусу, так же как и к заразихе, не зависела от гидротермических показателей мая и августа.

Можно заключить, что исследованные раннеспелые и среднеспелые сорта и гибриды проявляют высокую устойчивость к заразихе (за исключением гибрида Донской 22) относительно среднеранних форм.

Высокую устойчивость к ризопусу продемонстрировали среднеранние и среднеспелые формы подсолнечника, а раннеспелая группа оказалась более чувствительной к этому патогену (гибриды Донской 151 и Партнер).

Таким образом, определена прямая зависимость поражаемости сортов и гибридов подсолнечника в Приазовской зоне Ростовской области к заразихе от ГТК июня и июля. Поражаемость ризопусом положительно коррелирует с ГТК июня.

ВЫВОДЫ

1) Показана тенденция (2004-2011) к увеличению среднегодового количества осадков с северо-востока (Шолоховский район - 474 мм), на юго-запад (Ростов-на-Дону - 603 мм), а среднегодовой температуры - с севера (Шолоховский район - 9,1 °С) на юг (Сальский район - 11,3 °С).