Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ АДАПТИВНОСТИ ПРИ ОЦЕНКЕ НОВЫХ СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В СИСТЕМЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО СОРТОИСПЫТАНИЯ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ АДАПТИВНОСТИ ПРИ ОЦЕНКЕ НОВЫХ СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В СИСТЕМЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО СОРТОИСПЫТАНИЯ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ"

</- ЗЪбМ

На правах рукописи

МИХАРЕВА ОЛЬГА ГРИГОРЬЕВНА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ АДАПТИВНОСТИ ПРИ ОЦЕНКЕ НОВЫХ СОРТОВ ЗЕРНОВЫХ КУЛЬТУР В СИСТЕМЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО СОРТОИСПЫТАНИЯ КРАСНОЯРСКОГО КРАЯ

Специальность 03.00.16-экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных культур

Красноярск 2004

Диссертационная работа выполнена в отделе семеноводства Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства СО Россельхозакадемии и Красноярском ФГУ «Госсорткомиссия»

Научный руководитель

доктор сельскохозяйственных наук, академик РАСХН Сурин Николай Александрович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Вед ров Николай Григорьевич

кандидат сельскохозяйственных наук Гордеева Татьяна Николаевна

Ведущая организация:

Научно-исследовательский институт аграрных проблем Хакасии

Защита диссертации состоится «12» марта 2004 года в 15 30 часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.01 в Красноярском государственном аграрном университете по адресу: 66С04Э, г. Красноярск, лр. Мира, 88.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Красноярского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «11» февраля 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук,

профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Изучение агроэкологических особенностей фррмирования урожайных свойств у районированных сортов зерновых культур приобретает особую значимость для всех почвенно-климатических зон Красноярского края, большинство из которых имеют сложные природно-климатические условия. Многообразие экологических условий выращивания зерновых культур, связанное с неравнозначностью используемых предшественников, технологий возделывания, контрастностью хозяйств по уровню применения удобрений, требует научно обоснованного агроэкологического районирования, внедрения а производство сортов с различной степенью приспособленности к условиям произрастания,

В настоящее время создание нового сорта обычно продолжается 10-15 лет. Селекция растений требует все возрастающих трудовых и материальных ресурсов, что, естественно, предполагает функционирование системы эффективной оценки и использования вновь созданных сортов, к числу важнейших элементов которых относится сортоиспытание. Районирование сортов яровых зерновых культур в сложной экологической обстановке Красноярского края проводится без учета их способности максимально использовать экологические и биоклиматические ресурсы региона, без чего трудно определить возможный ареал распространения нового сорта и дать объективные рекомендации производству. Поэтому при включении новых сортов в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию, наряду с традиционной оценкой желательно дополнить характеристику сортов их оценкой по уровню адаптивности на основе использования статистического метода.

При разработке 1 прогрессивных, менее затратных технологий по почвенно-климатическим зонам Красноярского края важна их комплексная оценка, в том числе и энергетической эффективности. Использование традиционных критериев оценки агрономической и экономической эффективности не позволяет достоверно судить об энергетической рентабельности приемов интенсификации. В этой связи особый интерес представляет оценка эффективности агротехнологий с позиций агро-био энергетики.

Цель работы. 1. Определить уровень адаптивности районированных сортов яровых зерновых культур в системе Государственного сортоиспытания Красноярского края.

2. Оценить с позиций агробиоэнергетики эффективность возделывания яровых зерновых культур в Ш-УМ почвенно-климатических зонах Красноярского края, использовав сравнительное изучение их продуктивности по различным предшественникам.

Задачи исследований:

провести комплексную оценку на адаптивность районированных , сортов яровых зерновых культур в системе Государственного сортоиспытания Красноярского края;

выявить с помощью показателей пластичности (Ы) и стабильности (02<Л) сорта с широкой и узкой адаптивностью; выявить ропь предшественника и зоны выращивания в формировании продуктивности яровых зерновых культур с позиций агробиоэнергетики.

Научная новизна и реализация результатов. Впервые в системе Государственного сортоиспытания проведена комплексная оценка на адаптивность районированных в Красноярском крае сортов яровых зерновых культур. Выявлены с помощью показателей пластичности (Ы) и стабильности (О2с10 сорта с широкой и узкой адаптивностью. Зональный принцип размещения сортов с учетом уровней адаптивности позволит в первую очередь бопее полно использовать биоклиматический потенциал обширной территории Красноярского края, что в итоге будет способствовать повышению уровня урожайности и его стабильности. Проведены комплексные исследования по сравнительной оценке уровня продуктивности яровых зерновых культур. Рассчитана эффективность их возделывания в зависимости от предшественников в различных почвенно-климатических зонах края с позиций агробиоэнергетики.

Материалы диссертации представлены Красноярскому ФГУ "Гос-сорткомиссия" и рекомендованы для использования специалистам Красноярского НИИСХ, Краевого управления АПК.

Положения, выносимые на защиту:

1. Целесообразность использования критериев адаптивности при оценке сортов яровых зерновых культур в системе Государственного сортоиспытания.

2. Выявление уровня продуктивности яровых зерновых культур и оценка эффективности их возделывания в зависимости от предшественников и почвенно-климатических зон с позиций агробиоэнергетики.

Апробация работы и публикации. Материалы диссертации доложены на краевой комиссии по сортовому районированию в г. Красноярске 27 ноября 2002 года и на совещании-семинаре НПС «Сибирские семена» в г. Омске 5 августа 2003 года. По теме диссертации опубликовано четыре работы.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов и предложений производству. Содержание работы изложено на 142 страницах компьютерного текста, иллюстрировано 8 рисунками, 46 таблицами в тексте и 1 - в приложении. Список использованной литературы включает 205 источников, из них 14 - иностранных авторов.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа включала анализ результатов Государственного сортоиспытания за период с 1938 по 2002 год. Полевые опыты проведены на сортоучастках III-VU почвенно-климатических зон Красноярского края.

В данной главе приведена достаточно полная характеристика особенностей климатических условий Красноярского края на основании сопоставимых многолетних данных по районам и восьми почвенно-климагтическим зонам, согласно принятой в крае схеме сортового районирования. Показана экстремальность климата в Красноярском крае. Приведены даты перехода температуры воздуха через О®, +5°, +10° С, средняя годовая температура воздуха, суммы температур по периодам 0®, +5", +10° С, ГТК, суммы осадков (мм) за год и по периодам, в среднем по зонам рассчитана продолжительность безморозного периода.

Объектом исследования служили яровые зерновые культуры: пшеница, ячмень, овес. Полевые опыты по определению уровня продуктивности яровой зерновой культуры в зависимости от предшественника и зоны возделывания проводили в III зоне «Подтайга низменности» на Бирилюсском ГСУ; в IV зоне «Подтайга предгорий» на Саянском ГСУ; в V зоне « Ка кско - Краен оя рс кая лесостепь» на Абанском ГСУ; в VI зоне

«Лесостепь Причулымья» на Балахтинском ГСУ; в Vit зоне «Южная лесостепь» на Каратузском ГСУ.

Для изучения использовали сорта, получившие широкое распространение в данной зоне. Обработку почвы осуществляли в соответствии с агротехническими правилами, принятыми для каждой почвенно-климэтической зоны. Нормы внесения туков рассчитывали под планируемый урожай в соответствии с результатами почвенных анализов. Сроки и нормы посеэа - оптимальные для конфетной зоны. Посев проводили сеялкой СН-16, на делянках с учетной площадью 50 мг, в четырехкратном повторении. Делянки в опытах размещали методом рендо-мизации. .......

Взаимодействие генотипа и среды, достоверность влияния отдельных факторов на урожай определяли методом дисперсионного анализа (Б.А. Доспехов, 1985). Для определения параметров адаптивности сортов использовали методы, предлагаемые S.A. Eberhart, W.A, Russell (1966), в изложении В,А. Зыкина, В.В. Мешкова и B.C. Сапеги (1984).

Параметры адаптивности (экологическая пластичность и стабильность) определяли для районированных и предлагаемых к районированию сортов яровых зерновых культур.

Оценка эффективности возделывания сортов яровых зерновых культур по разным предшественникам с позиций агробиоэнергетики проведена на основании общих принципов расчета энергетических эквивалентов совокупной энергии на материальные, энергетические и трудовые ресурсы, используемые при производстве продукции растениеводства.

Для анализа результатов Государственного сортоиспытания использованы данные годовых отчетов сортоучастков, сводных годовых отчетов Инспектуры, сортовых книг по регистрации сортов, отчетов по использованию урожая, метеорологических наблюдений сортоучастков и метеостанций Красноярского края. Для анализа изменения структуры посевных площадей яровых зерновых культур, динамики валовых сборов зерна и урожайности использованы данные статистических бюллетеней КраЙстатулравления (1971-2002 годы). В связи с тем, что в настоящее время в Крайстатуправлении по районам не учитываются сортовые посевы, для определения удельного веса районированных сортов от общей площади посева культуры были использованы данные Краевого АПК,

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Анализ результатов Государственного сортоиспытания яровых зерновых культур за 1938-2002 годы

Урожайность и валовые сборы яровых зерновых культур определяются посевными площадями, технологиями возделывания, техническим оснащением и, в немалой степени, экономической ситуацией (П.Л, Гончаров, 1998). Учитывая, что экстремальные условия в Сибири проявляются довольно часто, научные разработки и технологии должны быть сориентированы в первую очередь на использование этих условий. Стабилизирующим фактором урожайности зерновых культур в Красноярском крае являются сорта местной селекции и адаптивные технологии.

Ведущей зерновой культурой в Красноярском (фае является яровая пшеница. По качеству зерна пшеница делится на три основные группы: высококачественные, ценные и слабые. Высококачественное зерно формируют сорта сильной пшеницы - Ветлужанка, Кантегирская 89, Омская 20, Тулунская 12; хорошее качество - ценные сорта Омская 32, Скала, Тулун 15. В связи с повышенным спросом на продовольственное зерно ее возделывают во всех почвенно-климзтических зонах, что не всегда оправдано.

Эволюция сортового состава яровой пшеницы в Красноярском крае взаимосвязана с развитием селекции и совершенствованием технологии возделывания этой культуры. Первые районированные сорта, такие как Камалинка, Мильтурум 321, НОЭ, - были сортами экстенсивного типа, выделенные отбором из местных крестьянских сортов с хорошей приспособленностью к местным условиям. Продуктивность этих сортов формировалась в основном за счет густоты продуктивного стеблестоя и озерненности колоса. Такие сорта, как Альбидум 3700, Мильтурум 553 (селекции СибНИИСХОЗа), Лютесценс 1729, Тулун 70, Ударница, Сибирка местная, Красноярская 1103, Тулун 14, были районированы в трудные годы войны и после ее окончания, когда практически отсутствовали необходимая техника, удобрения, технологии, тем не менее, в этих условиях они удовлетворяли производство. В этот период господствовала травопольная система земледелия, которая отвечала требованиям сортов экстенсивного типа. С внедрением в производство пропашной системы земледелия, а впоследствии - с разработкой интенсивных технологий, Госсортсеть на высоком агротехническом фо-

не выделяла в основном сорта интенсивного типа, для хозяйств с высоким техногенно-интенсивным уровнем, такие как Красноярская 83, Тулунская 12. С 1993 года и до настоящего времени на пониженном аг-рофоне сортоучастков Госсортсеть в основном выделяет сорта полуинтенсивного и экстенсивного типов, такие как Ветлужанка, Кантегирская 89, Черемшанка.

Начиная с 1938 по 2002 год включительно, на сортоучастках Красноярского края было испытано 785 сортов пшеницы, 570 - ячменя и 352 - овса. Из них за эти же годы было районировано 49 сортов пшеницы, 20 ячменя и 17 овса, в диссертационной работе приведены таблицы по районированным сортам яровых зерновых культур, прошедшим сортосмену в Красноярском крае с указанием станции-оригинатора, ботанической принадлежности, времени районирования, снятия и количества лет районирования. Только за последние 20 лет районировано 30 сортов яровых зерновых культур с высоким потенциалом урожайности, однако их внедрение в производство не привело к существенному росту урожайности.

В среднем срок «жизни» сорта по яровой пшенице в условиях Красноярского края составляет 12 лет. И только 5 сортов, районированных до 1980 года, отличаются завидным долголетием: Скала (46 лет), Саратовская 29 и Мильтурум 553 (по 34 года), Диамант (27 лет), Омская 9 {22 года). По овсу срок «жизни» сорта составляет 17 лет. Наиболее продолжительно удержались в производстве сорта Победа (41 год), Орел (38), Золотой доедь (36), Сельма (25), Таежник (23 года). Средняя продолжительность «жизни» сортов ячменя - 11,5 лет. Больше всего служил производству сорт Винер 1163 - 49 лет, снятый с районирования в 1990 году. За последние 30 лет сортосмена ярового ячменя в Красноярском крае проходила в основном за счет сортов селекции Красноярского НИИСХ.

В Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию, для возделывания в Красноярском крае с 2002 года находится 11 сортов яровой пшеницы, из них 9 сортов мягкой и 2 -твердой, 5 сортов овса и 7 сортов ячменя. В повышении урожайности яровых зерновых культур в Красноярском крае важная роль принадлежит районированным сортам. Их количество по пятилетним периодам, с 1971 по 2002 г., существенно не изменилось (табл. 1).

Таблица 1. Структура посевных площадей яровой пшеницы, овса и ячменя в Красноярском крае

Годы Всего сортов пшеницы в районировании Общая посевная площадь яр. зерновых культур, га Общая посевная площадь яр. пшеницы, га Удельный вес яр. пшеницы от площади яр. зерновых культур, % Посевные площади районированных сортов яр. пшеницы, га Удельный вес районированных сортов яр. пшеницы от общих площадей яр. пшеницы. %

1971-1975' 12 2143 591 1466163 68.4 1 413 977 96.5

1976-1980* 11 2 184 328 1 433 689 65.6 1392150 97.1

1981-1985* 12 1986340 1 170 828 58.9 1 117 520 95.4

1986-1990* 9 1673 889 965 979 51.5 889 534 92,1

1991-1995" 12 1 382 990 726 011 52.5 682374 94.0

1996-2000" 12 1 076 105 722 456 67.1 613935 85,0

2001" 10 954 070 650 266 68.2 550288 Й4.6

2002" 11 979646 654 045 66.8 536619 82.0 |

Годы Всего сортов овса в районировании Общая посевная площадь яр. зерновых культур, га Общая посевная площадь овса, га Удельный вес овса от площади яр. зерновых культур, % Посееныа площади районированных сортов овса, га Удельный вес районированных сортов овса от общих площадей овса, %

1971-1975* 4 2143 591 379640 17.7 259 397 68.3

1976-1980' 6 2184 328 486 091 22.2 348 618 71,7

1981-1985* 5 1988 340 571 625 28.7 506004 86.9

1966-1990* 5 1 873 889 $00419 32.0 562 389 93.7

1991-1995" б 1 382 990 400 295 28.9 380 671 95.1

1996-2000" 4 1 076 105 213 072 19.8 190 541 89.4

2001" 5 954 070 185 994 19.5 159 780 85.9

2002" 5 979646 193 556 19.8 166 202 85.9

Годы Всего сортов ячменя в районировании Общая посевная площадь яр. »ер-новы» культур, га Общая посевная площадь ячменя, га Удельный вес ячменя от площади яр. зерновых культур. % Посееныа площади районированных сортов ячменя, гз Удельный вес районированных сортов ячменя от общих площадей ячменя, %

1971-1975* 4 2143 591 298 788 13.9 235 032 78.7

1976-1980* 5 2184 328 264 548 12.1 194 725 73.6

1981-1985* 5 1 988 340 245 867 12.4 178 323 72.5

1986-1990' 9 1 873 689 307 492 16.4 221110 71,9

1991-1995" 6 1 382990 256 683 18.6 239 748 93.4

1996-2000" 8 1 076 105 140 577 13.1 120 293 85.6

2001" 7 954 070 117 810 12.3 83 739 71.1

2002" 7 979 846 132 045 13.5 103664 78.5

Примечание: * по материалам Крайстатуправпенмя, с Республикой Хакасия; ** по материалам Краевого АПК, без Республики Хакасия.

Следует отметить, что длительное время при оценке сортов в Государственном сортоиспытании для их районирования преобладал принцип поиска: лучших генотипов, пригодных для возделывания в большинстве зон края. Анализ многолетних данных госсортоиспытания показал, что в разные годы в тех или иных почвенно-климатических зонах и подзонах удавалось выделить сорта, превосходящие стандарт по ряду признаков. Однако а большинстве случаев они снимались с испытания без учета реакции сорта на агротехнические, климатические и другие факторы, боязни многосортия и неспособности первичного' семеноводства справиться с дополнительным объемом работ.

Проведенный нами анализ уровня урожайности яровых зерновых культур в Красноярском крае (рис.1) показал, что с качала восьмидесятых годов наблюдался существенный рост урожайности, как в сортоиспытании, так и в производстве. Более высокий уровень урожайности в госсортоиспытании по сравнению с производством был связан с повышенным почвенным плодородием, которого достигли сортоучастки за счет полного и длительного освоения севооборотов, применения лучших агротехнических приемов, систематического внесения удобрений, а также использования для посевов сортов интенсивного типа, которые на высоком агрофоне сортоучастков реализовали свою потенциальную продуктивность в большей степени по сравнению с производством. После девяностых годов начались резкие колебания урожайности по годам и сглаживание разрыва ее уровня на сортоучастках и в производстве.

Как правило. Красноярская инспектура Госкомиссии ло сортоиспытанию сельскохозяйственных культур предлагает к включению в Госреестр те сорта, которые проявили себя в течение 2-3 лет, без учета разнокачесгвенностй семян в год передачи новых сортов от оригинато-ров. Не учитываются также их реакции на фон и погодные условия, которые на сортоучастках в различных лочвенно-климатических зонах имеют существенные различия по годам.

■ В процессе сортоиспытания перспективные сорта выделяются на основе сравнения их по изучаемым признакам со стандартными. Очевидно, данный способ эффективен лишь при анализе сортов, близких к стандартам по характеру их основных реакций на факторы внешней среды. При испытании же сортов в условиях, резко отличных по их реакциям от стандартов, в списке снятых с испытания с большой вероятностью могут оказаться и весьма ценные. В условиях Красноярского

40*0 35, S 30,0

¡s.o 20,0 15,0

юл

5,0 .0,0

ц/га

✓"X Л А , —*— Урожайность (гамнкцы на ГСУ —Урожайность пшеницы по ■раю

VVVW- „

—'-1—г—1—|—J ' т -1 г—1-J 1 1—1—|—р-Г-1—1-1-Г Т i—1—1-1—1—n i i-

^V* ^ / ^ ^ ^ ^ ^ ^ / ^

а) пшеница

и/та

40,0 35,0 30.0 25,0 20,0 15,0 10,0 6,0

-ч ^ /Л-vAyv-^ —♦—Урожайность овса на ГСУ —Урожайность овса по краю

—■--—

^ & ^ / ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ / ^ > /

6)овес

40,0 35.0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5Л 0,0

i^ra

■ г 1—I "I" I-I-1-1-1-1-1-Г*-|-1-1-1—I—1" I

-Урожайность ячменя на ГСУ

-Урожайность ячменя по «раю

^ / ^ ^ ^ ^ / / # ^ f ^ # в)ячмень

Рис. 1. Урожайность яровых зерновых культур на сортоучастках и в производстве Красноярского края за 1971-2002 годы

края в сортоиспытании использование одного стандарта при оценке интенсивных и экстенсивных сортов явно недостаточно.

Районирование сортов само по себе еще не приводит к росту урожайности. Новые сорта, не поддержанные соответствующими приемами агротехники и общей культурой земледелия, могут не только не дать прибавки урожая, но и снизить ее по сравнению с ранее возделываемыми сортами. Такое явление наблюдалось в Красноярском крае с интенсивным сортом яровой пшеницы Тулунская 12. В 1990 году данный сорт был широко районирован в дополнение к сорту Скала. В годы испытаний на сортоучастках края были получены гарантированные прибавки урожая, Однако дальнейшее испытание данного сорта (1999-2002 гг.) на агрофоне без внесения удобрений не показало положительных результатов. Стародавний сорт Скала на экстенсивном фоне оказался более урожайным, чем Тулунская 12 (рис. 2).

Полученные данные свидетельствуют о более высокой требовательности к агрофону нового сорта по сравнению с сортом Скала. На пониженных фонах Скала более эффективно использует биоклиматические ресурсы земледельческих районов края и е экстремальных условиях обеспечивает более стабильный уровень урожайности.

Сорт Тулунская 12 был включен в Госреестр в доперестроечный период (1990 г.), когда большинство хозяйств края имели возможность поддерживать культуру земледелия на должном уровне. Отнесенная по качеству к сортам сильной пшеницы Тулунская 12 в короткие сроки заняла господствующее положение. В лесостепных зонах почти полностью вьл-еснила Скалу, В 2002 году Скала занимала в Канско-Красноярской лесостепи всего 7599 га, или 0,04% площади, отведенной под пшеницу, Тулунская 12 - 128 969 га, или 76,8%.

В настоящее время плодородие производственных полей и сортоучастков существенно понизилось, и вследствие этого интенсивные сорта на таких фонах не смогли реализовать свои потенциальные возможности и снизили урожай. Несколько другая картина в VI зоне - лесостепи Причулымья (Ужурский сортоучасток). Эта зона наиболее стабильна по плодородию и алагообеслеченносги почв. Величины гидротермических коэффициентов изменяются по районам от 1.28 до 1.53. Здесь сосредоточены довольно крепкие хозяйства, уделяющие

40.0 35,0 МЛ

ад ».о

11,9 1».« 5.« 0,0

13 ц/га

■ —»—Урожайность пшаммцы сорта Скала —Урожайность пшеницы сорта ТУлунская 11

/А

Т^ /УХ

-¡Г \ А. ■ ■ ^---, -

^цц / \ /У ^^

& ^ ^ У # ^ # "У £ ^ / ^ ^ ^

а) Дзержинский сортоучасток

ц/г)

-Урожайность пшоннцы сорта Скала

-Урожайность пшеницы сорт»

Тупунсиая 11

& ^ # ^ & ч^ ^ ^ ^ ^ # / у-

6} Каэачинский сортоучасток

м,о

35,0 30,0 25,0 24,0 110 юл 1» о.о

-Урожайность пшеницы сорта Скала

-Урожайность

пшаницы сорт«

Туггунская 12

^ ^ ^ ^ # ^ У ^ / ^ ^ ^ ^

в) Канский сортоучасток

и/п

-УрОКаЙНОСТЪ пшеницы сорта Скала

-Урожайность пшаницы сорта

Тулунская 12

^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

г) Ужурский сортоучасток

Рис. 2. Сравнительное испытание сортов Тулунская 12 и Скала на сортоучастках Красноярского края при районировании и в последующие годы

внимание созданию хороших фонов для возделывания пшеницы. В этих условиях площади лод Тулунской 12 быстро возросли и достигли 183 839 га, или 84,7% от площади посева пшеницы, что при возделывании данного сорта вполне оправдано.

. Таким образом, анализ Государственного сортоиспытания яровых зерновых культур - показал, что сортовое районирование в Красноярском крае проводится без учета способности сортов максимально использовать экологические и биокпиматические ресурсы региона.

Сравнительная оценка уровня продуктивности яровых зерновых культур и эффективность их возделывания в зависимости от предшественников с позиций агробиоэнергетики

Из общего сортимента возделываемых в фае зерновых культур наибольшее распространение по зонам имеют яровая пшеница, ячмень и овес. Они в процессе эволюции выработали специфическую устойчивость к широкому спектру абиотических и биотических факторов. Правильное их размещение является решающим фактором устойчивого роста продуктивности в неблагоприятных условиях внешней среды.

Диспаритет цен стал основной причиной тяжелейшего финансового состояния многих хозяйств Красноярского края. Так, например, за последние 10 лет цены выросли: на дизельное топливо - в 117 раз, тракторы К-700 - в 62 раза, комбайны - в 57 раз, электроэнергия подорожала более чем в 40 раз. При этом цены на зерно возросли только в 6,6 раза (Ю.Ф. Едимеичев, 2002). Приведенные примеры вынуждают искать пути решения проблемы снижения энергоемкости сельскохозяйственного производства, разработки и использования энергосберегающих технологий.

На основании проведенных опытов по сравнительному изучению сортов яровых зерновых культур определен уровень продуктивности культуры и проведена агробиоэнергетическая оценка эффективности возделывания их в зависимости от предшественников (табл. 2):

в зоне «Подтайга низменности» наиболее урожайной культурой является овес, при возделывании которого по всем предшественникам биоэнергетические коэффициенты ' имеют наибольшую величину. Ячмень значительно уступил овсу при возделывании по зерновому предшественнику. Еще ниже биоэнергетические коэффициенты по пшенице;

в зоне «Подтайга предгорий» также овес занимает лидирующее положение по любому предшественнику;

Таблица 2. Влияние предшественника на урожайность яровых зерновых культур в различных почвенно-климатических зонах Красноярского края (1987-1989 гг.)

Культуры Сортоучастки, почвенно-кпиматические зоны Среднее по культуре

Бирилюссхий, III зона «Подтайгэ низменности» - Саянский, IV зона «Лодтайга предгорий» . Аба некий, . V зона «Канско-. Красноярская - . лесостепь» Балахтинский, VI зона «Лесостепь Причулымья» Каратузский,-VII зона «Южная лесостепь»'

Урож., и/га Энерг. коэффиц. Урож,, „И^а Энерг. коэффиц. Урож., ■'ц/га Энерг. коэффиц. Урож.; ц/га Энерг. коэффиц Урож., ц/га Энерг, коэффиц. Урож., | Энерг. : ц/га 'коэффиц.

Предшественник - пар ' .

Пшеница 32.9 4.9 31.8 4.6 28,2 5.6' ■ 41.8 ■ 5.5 42.2 5.3 35.4 5.2

Ячмень 40.0 6.6 26.0 3.9 28.1 ; 5.1 53,0 : 6.8 40.2 5.0 • 37.5 5.5

Овес 42.4 6.7 36.0 4.7 36.8 6.2 49.7 6.7 50.4 6.5 43.1 6.2

Предшественник-зерновые *

Пшеница 32.0 4.9 17.4 2.8 17.8 3.5 27.8 5.1 30.7 4.2 25.1 4.1

Ячмень 36.5 6.4 19.0 3.2 31.7 5.6 36.4 6.4 38.0 5,1 32.3 5,3

Овес 44.5 7.3 28.6 4.3 38.0 - 6.2 42.3 8.0 34.4 4.9 37.6 6.1

: Предшественник - другие (травы, пропашные)

Пшеница 34.6 5.2 18.5 2.9 26.8 4.7 - ■ 30.7 3.7 27.6 4.1

Ячмень 37.3 6.2 21.8 3.6 35.8 5.7 - ' 30.6 4.2 31.4 4.9

Овес 43.9 6.8 22.7 зд 41.5 6.3 - -' 31.1 4.3 34.8 5.2

НСР 05 зоны • -2.99 ц/га , НСР0яЭОны ,; -0.44

НСР о? предшественник - 2.32 ц/га ' . НСР«предшественники - 0.34

НСР 05 культуры . . < -2.32 ц/га : НСР05культуры , -0.34

в зоне «Канско-Красноярская лесостепь» более урожайной культурой является овес. Затем следует ячмень по зерновому предшественнику и пласту многолетних трав. Энергетические коэффициенты равны 5.6 и 5.7 соответственно. Пшеница же уступила по урожайности фуражным культурам - ее энергетические коэффициенты значительно ниже;

в зоне «Лесостепь Причулымья» самую высокую урожайность по пару показал ячмень, в то время как по зерновому предшественнику -овес. Пшеницу в данной зоне экономически выгоднее возделывать по пару. Биоэнергетический коэффициент в этом случае достигает максимальной величины;

в зоне «Южная лесостепь» максимальная урожайность по чистому пару выявлена у овса, по зерновому предшественнику - у ячменя. Пшеницу с биоэнергетическим коэффициентом 5,3 целесообразно размещать по пару, а овес и ячмень - по непаровым предшественникам.

Проведенные опыты по определению уровня продуктивности яровых зерновых культур по разным предшественникам в пяти почеенно-климатических зонах Красноярского края согласуются с данными научных учреждений, свидетельствующих о том, что среди основных зерновых культур в различных условиях возделывания неоспоримое преимущество по урожайности имеет овес, затем - ячмень и далее пшеница.

Таким образом, стабильные и хорошие урожаи можно получить только в случае размещения каздой культуры в наиболее благоприятных для нее эконишах, обеспечивающих достаточную согласованность между потребностями растений на каждой фазе их развития и местными почвенно-климатическими факторами.

Использование критериев адаптивности для оценки сортов яровых зерновых культур в системе государственного сортоиспытания

Процесс адаптивного размещения и возделывания нового сорта можно значительно ускорить, если одновременно с сортоиспытанием проводить оценку изменчивости признаков, определяющих адаптивные особенности сортов данной культуры по отношению к регулируемым и нерегулируемым факторам среды. В настоящее время для этих целей используют возможности математического моделирования и средств ЭВМ, которые служат дополнением к обычной оценке сортов в конкретном хозяйстве и даже севообороте.

Метод SA Eberhart, and WA Russell позволяет определить не только пластичность какого-либо генотипа, но и его стабильность. Он основан на расчете двух параметров: коэффициента линейной регрессии, характеризующего пластичность сорта, и индекса дисперсии; определяющего стабильность сорта в различных условиях среды.

■ Эти термины подразумевают процесс изменений в структуре и функциях организма, обеспечивающих выживаемость в варьирующих условиях внешней среды. Адаптация отражает все связи и отношения, которые устанавливаются между растением, фитоценозом в целом и окружающей средой (H.A. Сурин, Н.Е. Ляхова, 1993). В основу метода такой оценки положено предположение о корректности линейной регрессии в отношении характера отклика генотипов на экологические условия. В этом случае сам коэффициент регрессии может служить мерилом степени реакции генотипа на изменение условий среды.

Коэффициент линейной регрессии урожаев сортов (Ы) показывает их реакцию на изменение условий выращивания. Он может принимать значения >, < или = 1.Чем выше значение коэффициента, тем большей j отзывчивостью обладает данный сорт. Такие сорта требовательны к высокому уровню агротехники, В случае (Ы) < 1 сорт слабее реагирует на изменение условий среды, чем в среднем весь изучаемый набор сортов. Такие сорта лучше использовать на экстенсивном фоне, где они дадут максимум отдачи при минимуме затрат. При условии (bt) равном или близком к 1 имеется полное соответствие изменения урожайности сорта изменению условий выращивания.

D2 di - мера стабильности сорта. Данный индекс показывает отклонение фактических урожаев от теоретических, рассчитанных на основе средней урожайности сорта и индекса среды. Чем меньше отклонение, тем стабильнее сорт. Дисперсия D2 dl стремится к нулю,

По итогам Государственного сортоиспытания яровой пшеницы на Ужурском сортоучастке (2000-2002 гг.) нами проведен расчет параметров адаптивности сортов этой культуры за указанные годы. В качестве исходного материала были использованы результаты испытания трех районированных сортов яровой пшеницы - Омская 32, Скала, Ту-лунская 12. -

Для вычисления коэффициента линейной регрессии сначала определяли индексы среды. Совокупность индексов характеризует изменчивость условий, в которых выращивались сорта в данном опыте. Индексы условий среды могут принимать положительные и отрицательные

значения. Лучшие условия складываются в пунктах с положительным знаком индекса среды, худшие - с отрицательным.: По результатам проведенных исследований, лучшие условия для изучаемых сортов сложились в 2000 и 2002 годах, более жестким был 2001 год.

Коэффициент линейной регрессии (Ы) сорта Скала равен 0.85794, что < 1, значит, этот сорт слабее реагирует на изменение условий среды и его лучше выращивать на экстенсивном фоне, где он даст максимум отдачи при минимуме затрат (табл. 3). Сорт пшеницы Тулунская 12 имеет коэффициент Ы = 1.13679, то есть > 1, Следовательно, Тулунская 12 требовательна к высокому уровню агротехники, и ее лучше возделывать на интенсивном фоне. У сорта Омская 32 коэффициент Ы равен 0.99168, а это почти единица. Таким образом, у него практически полное соответствие изменения урожайности изменению условий выращивания и его можно возделывать в зоне Причулымья на полуинтенсивном фоне.

Таблица 3. Основные параметры адаптивности районированных сортов пшеницы, рассчитанные по урожайным данным Ужурского сортоучастка VI зоны края «Лесостепь Причулымья», за 2,00$-£00%, г С

Сорта Ср. урожайность по Ужурскому ГСУ. ц/га По Б.А, ЕЬегИаП апс! \ЛЛА. ЯиЗБеИ

Пластичность Стабильность

Скала (среднеранний) 21.8 0.85794 3.059

Омская 32 (среднеспелый) 27.1 0.99168 3.475

Тулунская 12 (среднеранний) 26.3 1.13679 3.947

По результатам испытания Каратузского, Минусинского и Красно-туранского сортоучастков в 1999-2001 гг. нами проведен расчет параметров адаптивности районированных в этих зонах сортов яровой пшеницы (табл. 4). Оценка уровня адаптивности показала, что наиболее требовательной к высокому уровню агротехники оказалась яровая пшеница Омская 20 - коэффициент1 Ы > 1, У сортов Кантегирская 89, Черемшанка, Ветлужанка коэффициент линейной регрессии близок к единице. Это значит, что данные сорта положительно отзываются на улучшение условий выращивания, в то же время при неблагоприятных условиях не снижают резко урожайности - их можно отнести к полуинтенсивным. Сорт пшеницы Омская 9 : обладает высокой экологической пластичностью (Ы = 0.86) и является экстенсивным.

Таблица 4. Основные параметры адаптивности районированных сортов пшеницы, рассчитанные по урожайным данным сортоучастков VII-VIII зон края за 1999-2001 гг.

Сорта Ср. урожайность по ГСУ, ц/га (VII—VIII зоны} По в А ЕЬе^аП • апс) У/А ЯчмеН

Пластичность Стабильность

Омская 9 (среднепоадний) 27.5 0.86008 8.078

Кантегирсхая 89 (среднеспелый) 32.6 * 0.97318 8.519

Черемшанка (среднеспелый) 30.0 1.00180 8.551

Омская 20 (среднепоздний) 31.1 1.14142 9,376

Ветлужанка (среднеспелый) 30.2 1.02504 8.618

Оценка адаптивности районированных сортов ячменя показала, что наиболее требовательными к высокому уровню агротехники оказались Ача и Кедр - коэффициент Ы > 1 (табл. 5), Это узкоадаптивные сорта и их можно рекомендовать для выращивания на интенсивном фоне, где они могут формировать самые высокие урожаи. Сорта ячменя Андрей, Вулкан и Новосибирский 80 слабее реагируют на изменение условий среды, их лучше использовать на экстенсивном фоне, где они при минимальных затратах способны сформировать относительно, высокие урожаи.

Таблица 5. Основные параметры адаптивности районированных сортов ячменя, рассчитанные по урожайным данным сортоучастков зон края за 1999-2001 гг. *

Сорта Ср. урожайность по ГСУ, ц/га (IV, V, VI зоны) По Б А ЕЬегЬаг1 апс1\№А (ЧиззеН

Пластичность Стабильность

Андрей (среднеранний). 33.0 0.90440 11.813

Вулкан (среднеранний) 36,1 0.94778 12.004

Кедр (среднеспелый) 34.8 ' 1.07033 13.574

Красноярский 80 (среднеспелый) 36.0 1.04788 13.147

Средняя урожайность по ГСУ, ц/га (VII—VIII зоны)

Ача (среднеспелый) 35.1 1,18318' : ; 14.549

Новосибирский 80 (среднеспелый) 28.6 0.82329 10.297

Соболек (среднеспелый) 31.2 0.99337 11.988

го

У сорта Соболек коэффициент линейной регрессии приближается к единице, а у Красноярского 80 - чуть выше единицы. Следовательно, данные сорта положительно отзываются на улучшение условий выращивания, в то же время при неблагоприятных условиях не снижают резко урожайности - их можно отнести к полуинтенсивным. Сорта Андрей, Вулкан, Красноярский 80, Новосибирский 80 и Соболек обладают высокой экологической пластичностью и являются широкоадаптивными.

Наши данные согласуются с утверждением А.А. Жученко (2001) о том, что, чем сложнее почвенно-климатические и погодные условия, чем ниже уровень технической оснащенности, тем выше роль широкоадаптивных сортов в реализации их потенциальной продуктивности.

Наиболее пластичным (широкоадаптивным) из всех районированных сортов овса оказался среднеранний сорт Таежник (табл. 6). Он эффективнее других сортов использует биоклиматические ресурсы края и его лучше возделывать на экстенсивном фоне. У сортов Саян и Сельма коэффициенты линейной регреосии близки к единице, то есть у них наблюдается согласованное изменение урожайности с изменением условий выращивания, а значит их можно возделывать на полуинтенсивном фоне. Самым отзывчивым на высокий уровень агротехники оказался сорт овса Писаревский. Это узкоадагтгизный сорт и его можно рекомендовать для возделывания на интенсивном фоне, что, в конечном счете, и наблюдается в производстве. По признаку стабильности из районированных сортов овса лучшими оказались Таежник и Саян, менее стабильным - интенсивный сорт Писаревский.

Таблица 6. Основные параметры адаптивности районированных сортов овса> рассчитанные по урожайным данным сортоучастков

за 1999-2001 гг.

Сорта Средняя урожайность по ГСУ, ц/га ПоЭА ЕЬегЪагЕ ап(1 \ЛЛА. [ЪюзеП

Пластичность Стабильность

Писаревский (среднеспелый) 32.4 1.08284 17.570

Саян (среднеранний) 32.7 0.99337 16.015

Сельма (среднеспелый) 31.9 1.03306 16.598

Таежник (среднеранний) 29.5 0.88984 14.557

Если с начала восьмидесятых и вплоть до 1993 года сортоучастки на вьюоком агротехническом фоне выделяли в основном сорта интенсивного типа (т.е. узкоадаптиеные) для хозяйств с высоким техногенно-интенсивным уровнем, то с 1993 года и до настоящего времени на пониженном агрофоне они выделяют в основном сорта полуинтенсивного и экстенсивного типов, такие как ячмень Андрей и Вулкан, овес Таежник и Саян. Как в том, так и в другом случае не охватываются все агроэкониши.

Поэтому, в связи с контрастностью хозяйств по показателям материальной обеспеченности, количеству вносимых удобрений и с учетом потребности производства в сортах с разной урожайностью возникает необходимость при испытании новых сортов использовать и разные фоны выращивания. Полученные результаты сортоиспытания целесообразно также обрабатывать отдельно по фонам. При этом испытание на каждом фоне должно проводиться в сравнении со своим стандартом.

ВЫВОДЫ

1. Анализ Государственного сортоиспытания сортов яровых зерновых культур показал, что сортовое районирование з Красноярском крае проводится без учета их способности максимально использовать экологические и биокпиматические ресурсы региона.

2. Расчет показателей адаптивности, включающий в себя показатели пластичности (Ы) и стабильности (02сИ), позволяет дифференцировать возделываемые сорта яровых зерновых культур по их реакции на условия возделывания на узко- и широкоадаптивные.

3. Для возделывания на интенсивном фоне наиболее пригодны узкоадаптивные сорта яровой пшеницы Тулунская 12, Омская 20. ячменя Ача и Кедр, овса Писаревский. К сортам со средней адаптивностью относятся пшеница Омская,32, Кантегирская 89. Ветлужанка, Черем-шанка, ячмень Соболек и Красноярский 80, овес Саян и Сельма. Указанные сорта положительно отзываются на улучшение условий возделывания и резко не снижают урожайность в менее благоприятных условиях. Сорта яровой пшеницы Скала и Омская 9, ячменя Андрей, Вулкан и Новосибирский 80, овса Таежник относятся к широкоадаптивным и могут быть рекомендованы для возделывания на экстенсивном фоне.

4. По показателям экологической пластичности и стабильности возделываемые в Красноярском крае сорта яровых зерновых культур подразделены на интенсивные, полуинтенсивные и экстенсивные. Па-

раметры адаптивности сортов необходимо учитывать при их размещении по почвенно-климатическим зонам и отдельным хозяйствам с учетом биоклиматического потенциала.

5. С позиций, агробиоэнергетики наиболее эффективными культурами в подтайге низменности и предгорий является овес; в Канско-Красноярской лесостепи - овес и ячмень, возделываемый по зерновому предшественнику и пласту многолетних трав; в лесостепи Причулымья - ячмень и пшеница по пару, овес - по зерновым; в южной лесостепи -пшеница по пару, ячмень и овес по непаровым предшественникам.

Предложения производству

1. Рекомендовать Красноярскому филиалу ФГУ "Госсорткомиссия" при составлении предложения о включении новых сортов в Госреестр селекционных достижений дополнить традиционную оценку сортов характеристикой их по уровню адаптивности на основе использования статистического метода.

2. В целях стабилизации и повышения валовых сборов зерна, с учетом реально сложившихся экономических, материально-технических и экологических условий хозяйств, рекомендуются три основных направления использования сортов яровых зерновых культур в производстве:

интенсивное использование узкоадаптивных сортов в хозяйствах с высоким экономическим и биоклимашческим потенциалом;

полуинтенсивное использование широкоадаптивных сортов в хозяйствах со средним экономическим потенциалом, учитывая их способность при использовании невысоких доз удобрений обеспечивать урожайность выше, чем сорта интенсивного типа;

экстенсивное использование широкоадаптивных сортов в малозатратных системах земледелия в хозяйствах с низкой культурой земледелия и ограниченным биокпиматическим потенциалом.

Список публикаций по материалам диссертации

1. Сурин H.A., Ляхова Н.Е., Пушкина Г,А„ Лисунова С.И.. Валиулина Л.И., Крючкова Т.В., Михарева О.Г. Роль сорта в повышении продуктивности пашни и сохранении почвенного плодородия // Эколого-экономические аспекты обеспечения эффективного использования земельных ресурсов Красноярского края. - Красноярск: Гротеск, -2001.-С, 72-85.

2. Сурин НА, Михарева О.Г., Бутковская Л.К, Роль сорта в повышении валовых сборов зерна // Вестн. КрасГАУ. - Вып. 2. - Красноярск, 2003.-С. 96-100,

3. Сурин H.A., Михарева О.Г. Использование критериев адаптивности при оценке новых сортов зерновых культур в системе государственного сортоиспытания Я Проблемы опустынивания и защита биологического разнообразия природо-хозяйственных комплексов аридных регионов России: Сб. междунар. науч.-практ. конф. - М.: Изд-во: Совр. тетради, 2003. - С. 127-132.

4. Адаптивные севообороты - основа рационального землепользования: Учеб. пособие / Ю.Ф. Едимеичев, H.A. Сурин, В.Н. Романов, Н.В. Зобова, Л.К. Тураноеа, Д.Е. Полонская, А.Ф. Линев, В.Ф. Терехова, А.Г. Разумовский, Л.В. Плеханова, О.Г. Михарева. - Красноярск Изд-во Краснояр. гос. аграр, ун-та, 2004. - 240 с.

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49,04.953. П, 000331.09.03 от 25.09,2003 г. Подписано в печать 09,02.2004 г. Формат 60x84/16, Бумага тип. № 1. Офсетная печать. Объем 1,0 п.л. Тираж 100 экз. Зэхаэ Ыа 1548

Издательский центр Красноярского государственного аграрного университета 660017, Краснояр«, ул. Ленина, 11?