Задать вопрос юристу
 <<
>>

ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ СРЕДЫ И АДАПТИВНОСТИ ГЕНОТИПОВ КУКУРУЗЫ


Изменчивость количественных признаков, обусловленная условиями выращивания и взаимодействием «генотип-среда», всегда имеет место в процессе возделывания сельскохозяйственных культур, а также при проведении полевых испытаний сортов, гибридов, элементов технологии и так далее.
Причиной этого является то, что в селекции, в отличие от эволюции, движущие формы преобладают над стабилизирующими, которые способствуют возрастанию отзывчивости на регулируемые факторы и падению устойчивости к нерегулируемым факторам среды и, как следствие, наличие специфической реакции генотипов на среду, находящая своё отражение в экологической устойчивости растениеводства (Кильчевский, Хотылёва, 1997). Рассматривая данный вопрос в комплексе, А. А. Жученко (2003) подчеркивал, что по мере роста потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур за счет селекции и агротехники, проблема устойчивости новых сортов и гибридов к действию абиотических и биотических стрессов становится все более острой. В связи с чем, вопросы экологической стабильности растениеводства всё чаше становятся во главу угла. В этом плане А.А. Жученко (2003) считает, что возможность тех или иных видов растений противостоять действию местных стрессовых факторов, в конечном счете, предопределяет особенности их географического распределения, оказывая решающее влияние на структуру продовольственного обеспечения.
Поэтому, в настоящее время актуальной задачей сельскохозяйственного производства является не просто достижение высоких показателей урожайных признаков, а стабильное их проявление. Решать задачи стабильного производства зерна, в общем, неосуществимо без кукурузы и в частности без наличия набора гибридов с высокой потенциальной продуктивностью, обладающих экологической пластичностью и стабильностью в различных агроклиматических условиях произрастания. При этом для определения направления использования генотипа необходим их анализ в различных регулируемых и нерегулируемых условиях среды с вычленением двух составляющих компонентов энергозатрат: затраты на обеспечение процессов жизнедеятельности (отзывчивость растений) и затраты на обеспечение процессов адаптации к стрессам (устойчивость) (Кильчевский, Хотылёва, 1997). Основное направление в этом - это комплексная оценка по параметрам адаптивности и стабильности набора гибридов и сортов, которая позволяет выделить перспективные генотипы по высокой потенциальной продуктивности и экологической устойчивости. Именно такие генотипы представляют наибольшую ценность в сельскохозяйственном производстве для стабильного по годам получения продукции.
Неоценимое значение также имеет информация о взаимосвязях в системе “растение-среда” для научно-обоснованного возделывания кукурузы, выявление путей возможного увеличения её урожайности, улучшения качества зерна на основе определения уровня адаптивного потенциала растений в экологогеографических условиях юга России.
Знание взаимодействия генетических систем с отдельными компонентами внешней среды необходимо для определения ареала их распространения (нерегулируемые условия среды) и правильного выбора соответствующих технологий возделывания (регулируемые условия среды), дифференцированных по уровню затрат антропогенной энергии - экстенсивной (I), энергоресурсосберегающей и почвозащитной (II), интегрированной (III), биологизированной экологически безопасной (IV), интенсивной (V) либо высокоинтенсивной (VI).

По параметру адаптивной способности все гибриды подразделяются на экологически адаптивные низкопластичные с широким набором генов внутренней защиты от неблагоприятных условий (устойчивые к нерегулируемым факторам среды), которые, как правило, не окупают затраты на интенсификацию (им соответствует с I по IV варианты технологий) и высокопластичные со стабильным проявлением признаков, которые отзывчивы на улучшение условий произрастания (общего агрофона) за счет лучшей адаптивной возможности в варьирующих условиях регулируемой среды (V и VI варианты технологий - высокозатратные с большим экономическим эффектом).
Стабильность гибрида - показатель устойчивой реализации потенциальной продуктивности определенного генотипа в различных условиях среды. Пластичность в узком смысле - способность приспосабливаться к изменяющимся условиям среды. Её характеристикой, по мнению В.З. Пакудина и Л.М. Лопатиной (1984), является коэффициент регрессии (bi), который отображает среднюю реакцию сорта на изменение условий среды, проявляющаяся в фенотипической изменчивости и показывает его пластичность, а также дает возможность прогнозировать изменения исследуемого признака в рамках изучаемых условий. Определяется коэффициент регрессии по методике S.F. Eberhart, W.A. Russel (1966). Чем больше b тем круче линия регрессии, тем более отзывчив сорт на изменение условий выращивания. Для большинства признаков bi имеет положительный знак, но может иметь и отрицательный, как, например, снижение урожайности в случае полегания какого-то отдельного сорта (гибрида) или поражения его болезнями и вредителями. Нулевое или близкое к нулю значение bi говорит о том, что генотип не реагирует на изменение условий среды. Варианса стабильности признака (квадратичное отклонение - S2i) показывает, насколько надежно сорт соответствует той пластичности, которую оценил коэффициент регрессии bi. Чем ближе S i к нулю, тем меньше отличаются эмпирические значения признака от теоретических, расположенных на линии регрессии (Eberhart, Russel, 1966). Чем меньше квадратичное отклонение (Si), тем более стабильную урожайность показывает генотип в различных условиях среды. Так, для получения высокой урожайности в поливных условиях больший интерес представляют сорта с высоким значением bi и низким S i. Однако опыт показывает, что рост пластичности сорта часто способствует снижению его стабильности.
По сочетаемости признаков «экологическая пластичность» и «урожайность» гибриды можно разделить на три типа: совмещение высокой экологической пластичности и урожайности (особо ценные); высокая урожайность и низкая пластичность; гибриды с низкой урожайностью и пластичностью (не имеют практического значения). Зная параметры экологической пластичности гибрида можно судить не только о возможности его распространения, но, что особенно важно, и о стабильном получении урожаев по годам в определенной агроклиматической зоне (Чучмий, Моргун, 1990).
В последний период направленность селекционного процесса была в сторону создания современных гибридов, которым бы было присуще свойство адаптивности к условиям произрастания. По результатам экспериментальных данных осуществимо определить наиболее важные признаки, по которым можно судить об адаптивном потенциале генотипов. Среди них О.М. Сидорова, Т.С. Чалык и Г.П. Каравайнов (1989) к наиболее важным критериям адаптивности относят пластичность и стабильность по урожайности гибридов кукурузы. А А.В. Кильчевский и Л.В. Хотылёва (1997) добавляют, что здесь очень важно вычленение отзывчивости к регулируемым факторам среды и устойчивости к нерегулируемым. То есть, необходима оценка генотипов, как на фоне антропогенных факторов, так и экологических. Здесь также следует иметь ввиду, что разные методы оценивают различные стороны этого явления. Основой методик является регрессионный анализ, который выполнялся по S.F. Eberhart, W.A. Russel (1966). В дальнейшем были выбраны две основные методики: С.П. Мартынова (1999) и А.В. Кильчевского с Л.В. Хотылёвой (1997). С.П. Мартынов доработал интерпретацию В.З. Пакудина и Л.М. Лопатиной (1984) методик регрессионного анализа K.W. Finley, Q.N. Wilkinson (1963), S.A. Eberhart, W.A. Russel (1966) и Q.C.C. Tai (1971). Данная методика применима для оценок полевых опытов технологического характера. Методика А.В. Кильчевского, Л.В. Хотылёвой (1997) имеет применение в основном в селекционносеменоводческом направлении. То есть, эти две методики органично добавляют друг друга.
Поэтому целесообразна всесторонняя оценка адаптивного потенциала генотипов и параметров различных сред по разным методикам, что и было проведено в наших исследованиях. Оценку гибридов по экологической пластичности проводили по результатам полевых опытов 2004 - 2006 годов. Дифференциация исходных данных по фактору «нерегулируемые (экологические) условия среды» обеспечена изучением гибридов в годы с различными условиями вегетации (три года испытаний) при разных сроках посева (три срока) в двух географических точках (пунктах исследований). Итого 18 сред. А по фактору «регулируемые условия среды» наличием пяти уровней затрат антропогенной энергии (интенсивности технологий возделывания), изучаемых в течение трёх лет. Итого 15 сред Пластичность и стабильность генотипов оценивали по урожайности зерна как по наиболее экспрессивному (вариабельному) признаку. Полученный урожай гибридов кукурузы отражает действие на растение всех условий выращивания, следовательно, его можно считать главным критерием при оценке по экологической пластичности и стабильности.
    1. Адаптивность и стабильность проявления урожайных свойств

гибридов кукурузы на фоне экологических факторов
Под экологической пластичностью сорта или гибрида на практике понимают отзывчивость к улучшению условий произрастания наряду со склонностью к снижению урожайности в неблагоприятных условиях. Метод оценки пластичности основан на регрессионном анализе (Finlay, Wilkinson, 1963; Eberhart, Russel, 1966). Реакция гибрида на изменение условий выращивания (пластичность) характеризуется коэффициентом линейной регрессии признака на индексы среды. Дисперсия относительно регрессии характеризует стабильность урожая в различных условиях среды.
Важно отметить, что оценка стабильности или пластичности сортов или оценка опытов любым методом имеют смысл только тогда, когда имеет место значимое взаимодействие генотип-среда, которое может быть установлено двухфакторным дисперсионным анализом экологического и/или многолетнего испытания. Кроме этого, сравнение сортов по пластичности значимо, когда дисперсия относительно регрессии примерно одинакова
Поэтому, на первом этапе методами дисперсионного анализа проверили факт наличия взаимодействия «генотип - среда» для всей группы изучаемых гибридов и популяции (приложения 67, 68). Фактор «гибриды» принимался фиксированным. Каждый гибрид и популяция (всего 9) выступал в двух вариантах и анализировался отдельно: а) предпосевная обработка семян общепринятым препаратом ТМТД и б) предпосевная обработка семян изучаемым препаратом ТМТД-плюс, в состав которого входит регулятор роста. Поэтому, общее количество позиций по данному фактору увеличено вдвое и составило 18. В роли фактора «условия» выступали пункт (зона достаточного увлажнения и засушливая зона) и годы исследований, а также сроки посева (всего - 18 позиций).
Результаты дисперсионного анализа подтвердили достоверное влияние условий среды и взаимодействия «генотип - условия среды» на урожайность изучаемой группы гибридов. F-критерий показал, что градации фактора «условия» различаются достоверно, влияние повторений не обнаружено, ошибка опыта в допустимых пределах и, следовательно, опыт считается корректным (условия взяты неодинаковые). А раз достоверно влияние взаимодействия «генотип - условия», то имеет смысл продолжить анализ поведения гибридов и популяции кукурузы различных групп спелости и возможно переходить ко второму этапу анализа — оценке параметров экологической пластичности и стабильности каждого гибрида и популяции в отдельности.
<< | >>
Источник: Р.В. Кравченко. Агробиологическое обоснование получения стабильных урожаев зерна кукурузы в условиях степной зоны Центрального Предкавказья : монография. - Ставрополь. - 208 с.. 2010 {original}

Еще по теме ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ СРЕДЫ И АДАПТИВНОСТИ ГЕНОТИПОВ КУКУРУЗЫ:

  1. Роль адаптивности гибридов кукурузы в стабилизации сборов урожая зерна кукурузы
  2. Адаптивность и стабильность проявления урожайных свойств гибридов кукурузы на фоне антропогенных факторов Дифференциация исходны
  3. АДАПТИВНЫЕ ОСНОВЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕРНА КУКУРУЗЫ
  4. Оценка дифференцирующей способности среды опытов (сроков и пунктов посева)
  5. Оценка дифференцирующей способности среды опытов (технологий возделывания) Анализ по С.П. Мартынову
  6. 3.6.5. Характеристика генотипа как сбалансированной по дозам системы взаимодействующих генов 3.6.5.1. Значение сохранения дозового баланса генов в генотипе для формирования нормального фенотипа
  7. Глава 10 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АГРОХИМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ. ПУТИ ВОЗМОЖНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ УДОБРЕНИЯМИ
  8. Оценка гибридов и популяции кукурузы разной спелости по показателям зерновой продуктивности Структура урожая зерна в зоне достаточного увлажнения
  9. 2.1. РАДИАЦИОННЫЕ ПАРАМЕТРЫ БИОСФЕРЫ
  10. 18.4. ПАРАМЕТРЫ МИКРОКЛИМАТА В ПЧЕЛИНОМ УЛЬЕ
  11. Адаптивная зона
  12. 15.4.2. Адаптивные экологические типы человека
  13. 3.6.5.2. Взаимодействия между генами в генотипе
  14. 9.4. Изменчивость поведения и выявление роли генотипа
  15. 15.4.3. Происхождение адаптивных экологических типов
  16. Адаптивные особенности водных животных. 
  17. 3.6.2.3. Рекомбинация наследственного материала в генотипе. Комбинативная изменчивость
  18. 3.6. ГЕНОМНЫЙ УРОВЕНЬ ОРГАНИЗАЦИИ НАСЛЕДСТВЕННОГО МАТЕРИАЛА 3.6.1. Геном. Генотип. Кариотип
  19. Сьюэлл Райт, адаптивные ландшафты и случай