Изучение продуктивности сортов ячменя в условиях северной лесостепи Челябинской области

Рис. 2 Схема расположения повторений (I,II, III) делянок и вариантов (1,2,3,4) в опытах по испытанию сортов ярового ячменя.

Опыты сопровождались наблюдениями, учетами и анализами:

Влажность почвы определяли в соответствии с общепринятой методикой А.Ф. Вадюниной и З.А. Корчагиной (1973). Отбор проб проводили до глубины одного метра, через каждые 10 см.

На влажность почву отбираем до посева, в середине вегетаций и после уборки урожая.

Во время вегетации ярового ячменя регистрируем фазы роста и развитие культуры.

Уборку и учет урожая зерновых культур проводили посменно в один день.

Всхожесть и энергия прорастания определялись по ГОСТу 12038-84, чистота посевного материала 12038-81.

Посевную всхожесть семян определяли в фазу полных всходов путем подсчета взошедших растений.

Снопы, собранные с участков, доводим до воздушно-сухого состояния и анализировали по методике Госсортсети (1966).

3.2 Технология возделывания ячменя в условиях Южного Урала

Ячмень имеет менее развитую корневую систему по сравнению с другими зерновыми культурами, отличающуюся сравнительно слабой усвояющей способностью (И.И. Беляков, 1983).

Период интенсивного потребления питательных веществ у ячменя короткий, в связи с этим эта культура требовательна к плодородию почвы.

На Южном Урале хорошими предшественниками являются пропашные (картофель, кукуруза), зернобобовые культуры и озимая рожь. Размещают его также по пласту и по обороту пласта многолетних трав.

После яровой пшеницы необходимо провести раннюю зяблевую обработку для накопления влаги в почве. Глубина вспашки зависит от засоренности и механического состава почвы. Под ячмень обычно пашут на глубину 20-30 см, если поля засорены корнеотпрысковыми сорняками, то глубина вспашки увеличивается на 2-3см. В своих исследованиях вспашку проводили на глубину 23см.

Задачами предпосевной обработки почвы являются тщательное закрытие и сохранение накопленной влаги, выравнивание поверхности поля, уничтожение всходов сорняков и создание оптимальных условий для заделки семян, прорастания и появления всходов яровой пшеницы.

С этой целью проводят ранневесеннее закрытие влаги, промежуточное боронование, прикатывание рыхлых почв, культивация.

В большинстве районов Челябинской области закрытие влаги начинается с конца второй декады апреля, а посев зерновых культур во второй и третьей декадах мая. В своих исследованиях боронование проводили в конце апреля, посев 5-6 мая.

Обработка почвы перед посевом должна обеспечивать хорошие условия для заделки семян, не иссушать верхний слой, очищать поле от всходов сорняков.

Поэтому надо обратить внимание на качество проводимых работ и тип применения орудий для предпосевной обработки. Лучше зарекомендовали себя лапчатые культиваторы, при работе которыми хорошо подрезаются сорняки. Обработка ведется на глубину заделки семян, происходит меньшая потеря влаги.

Ячмень высевали обычным рядовым способом. Для получения дружных, выровненных всходов ярового ячменя необходимо, чтобы при посеве все семена находились на одной глубине, во влажном слое, а сверху были прикрыты рыхлой сухой почвой.

Ячмень в засушливых условиях имеет невысокую кустистость. Поэтому урожай во многом зависит от числа растений на единицу площади, что определяется оптимальной нормой посева. В Челябинской области, для лесостепной зоны области норма высева ячменя принята: 5-6, для степной 4-5 млн. всхожих зерен на гектар.

В своих исследованиях норму высева использовали 4,0 млн. всхожих зерен на гектар, так как мы планировали повсходовое боронование, норма высева была увеличена 15-20%. Норма высева рассчитывалась от посевной годности.

ПГ=;

где: Ч - чистота семян %; В - всхожесть семян:

Посевная годность по всем сортам была низкая и составила (таблица 3).

3-Посевные качества семян сортов ячменя

Анализ таблицы свидетельствует, что посевная годность очень низкая, и в данном случае норма высева в млн. шт. на 1 гектар составила по сортам от 5,2 до 5,4.

Для дружного прорастания проводилось прикатывание кольчато-шпоровыми катками. На 3-4 день после посева довсходовое боронование, при этом уничтожается до 85-90 % сорной растительности, которая находится в фазе «белой нити».

В фазу 3-4 настоящих листьев проводится повсходовое боронование поперёк посева во второй половине дня, уничтожается до 40 % сорняков. В эту фазу ячмень сильно повреждается злаковой блошкой, против блошек использовали инсектицид - Каратэ 0,1 л/га.

В фазу кущения начала выхода в трубку посевы обрабатывали гербицидом - Лонтрим 1,5 л/га.

Уборка урожая является венцом работы, самым ответственным и напряженным периодом и должна проводится в оптимальные и сжатые сроки. Как ранняя уборка, так и запоздалая вызывают большие потери урожая. В первом случае из-за плохого налива и получение неполновесного зерна, во втором - из-за сильного его осыпания.

В своих исследованиях уборку ячменя проводили поделяночно в один день, в фазу начала полной спелости.

3.3 Характеристика сортов ячменя

Урожайность ячменя во многом определяется сортовыми особенностями. Под сортом понимают такую общность (единство) культурных растений, которая не только характеризуется определёнными присущими ей хозяйственно полезными свойствами, биологическими особенностями и морфологическими признаками при высокой наследуемости их в потомстве, но и способностью развивать их в направленно изменяемых условиях возделывания.

Ниже проводится характеристика испытываемых в ходе опыта сортов ячменя.

1. Красноуфимский 95 - сорт выведен на Красноуфимской селекционной станции Уральского НИИСХ индивидуальным отбором из гибридной популяции Майя - Винер. Разновидность нутанс. Колос двухрядный, соломенно-жёлтого цвета, средней длинны и плотности. Ости длинные, параллельные колосу, средней грубости, эллиптической формы. Масса 1000 зерен 42-48 грамм. Соломина средней длинны, среднеустойчивая к полеганию, но во влажные годы полегает. Сорт среднеспелый, длина периода от посева до восковой спелости 84-98 дней. Обладает средней засухоустойчивостью. Пыльной головнёй поражается средне, гельминтоспориозом выше среднего. Средняя урожайность на сортоучастках Свердловской области составила 42,4-48 ц/га.

2. Одесский 100 - выведен на Украине, пивоваренная разновидность нутанс колос двухрядный, средней плотности, остистый, ости длинные прижатые к колосу, колосовые чешуи узкие длинные, зерно эллиптической формы крупное (42-52). Куст прямостоячий, нет ярусности, характеризуется одновременным созреванием. Сорт среднеспелый, засухоустойчив, отзывчив на поздние осадки, среднеустойчив к полеганию и поражению болезнями.

3. Медикум 85 - выведен на Карабалыкской опытной сельскохозяйственной станции (Кустанайский НИИСХ). Разновидность медикум. Зерно крупное, эллиптической формы, более удлинённое. Щетинка у основания зерна волосистая. Ости, прижатые или слегка расходящиеся, гладкие, со слабой зазубренностью в верхней части. При неблагоприятных условиях выращивания (засуха, бедные почвы) часть остей в фазе восковой спелости может опадать. Устойчив к полеганию. Высота растений, в зависимости от условий выращивания, Колеблется от 29 до 112 см. При избыточном увлажнении в фазе налива зерна на богатом азотном фоне и при сильном ветре происходит полегание. В колосе содержится до 22-24 зёрен, урожайность 30,4 ц/га.

4. Челябинский 96 - разновидность нутанс, среднеспелый, средне и выше средней устойчивы к полеганию, в средней степени поражается заболеваниями. Урожайность превышает урожайность Красноуфимского ячменя на 3-7 ц/га.

Определение параметров экологической пластичности

Несмотря на сложность механизмов, лежащих в основе экологической пластичности, эта проблема является объектом пристального внимания генотипов и селекционеров. В генетике количественных признаков разработана методика определения конкретной математической величины взаимодействия «генотип - среда». Она включает линейный компонент, отражающей реакцию фенотипа на изменение условий среды, нелинейный компонент характеризует отклонение величины признака (например, продуктивности) от линейной реакции за счет специфических свойств генотипа. Оба компонента определяют при помощи регрессионного анализа. Кроме того, при помощи дисперсионного анализа можно разложить вариансу взаимодействия «генотип - среда» на составляющие, выявить количественно взаимодействие типа «сорта - годы», «сорта - условие (пункты испытания)», «сорта - годы - пункты испытание».

Таким образом, в практической селекции для повышения ее эффективности необходимо учитывать не только уровень развития признака (урожайности) при ограниченных условиях среды, но и реакцию новых сортов по данному признаку на экологические воздействия. Освоение методов оценки экологической пластичности позволит правильно ориентироваться при селекционном отборе. Анализ экологической пластичности значительно обогащает наши представления о потенциале исследуемых сортов в различных экологических условиях возделывания, что, в конечном счете, определяет успех районирования и выборе сортовой технологии.

Чаще всего специалисты обращаются к методике С.А. Эбепхарта и В.А. Рассела (1966, 1969) которые под пластичностью сорта понимают положительный отклик генотипа на улучшение условий выращивания, а под стабильностью - устойчивость признака в различных условиях среды.

Согласно этой методике, параметры экологической пластичности определяют с помощью дисперсионного и регрессионного анализов.

Для проведения дисперсионного анализа результаты сортоиспытания сводятся в таблицу 4.

Расчет проводят по следующей схеме:

Общее число наблюдений:

N=V х n х P,

Где V - число сортов;

N - число лет;

P - число повторностей.

N=4 х 2 х 3=24

4-Влияние условий выращивания на урожайность ячменя, т/га

Корректирующий фактор:

C=( )2: N = 43,922:24 = 80,37

Общая сумма квадратов:

Cy = 2-C =(2,092+1,582 + 1,972 + 2,062 + 1,242 + 1,702 + 1,892 + 1,022 + 2,132+ 1,872 + 2,362 + 1,922 + 1,332 + 1,872 + 2,092+ 1,472 + 2,312 + 1,932+ 2,46 2+ 2,23 2+ 1,402 + 1,68 2+ 1,972 + 1,352) - 80,37=83,58 - 80,37 = 3,21.

Сумма квадратов для вариантов:

Cv=(V2): P - C= (6,532+ 5,382 + 6,792 + 6,212 + 3,972+ 5,252 + 5,952 + 3,842 ) : 3 - 80.37= 249.70 : 3 - 80.37 = 2.86

Сумма квадратов для повторностей в пределах условий:

Cр =(l-C=(13,552+15,042+15,332):8-80,37=644,80: 8 - 80,37 = 0,23

Случайные отклонения :

Cz = Cy - Cv - Cp = 3,21 - 2,86 - 0,23 = 0,12

Для вычисления суммы квадратов по факторам годы (А) и сорта (В) составляют вспомогательную таблицу 5.

5-Таблица сумм урожайности по годам и сортам

Сумма квадратов фактора «годы» (А)-Са

Са= А : V х Р - С = (620,50+361,38):12 -80,37=1,45

Сумма квадратов фактора «сорта» (В)-Св

Св= В2:n х P-C = (110,25+112,99+162,30+101,00):6-80,37 = 0,72

Сумма квадратов взаимодействия «сорт х условия».

Сав = Сv-Ca-Cв = 2,86-1,45-0,72 = 0,69

Результаты расчетов вносят в таблицу 6

6-Результаты дисперсионного анализа

Вывод: так как фактическое значение критерия Фишера (Fф) больше чем Fф0.5, значит различия сортов, условий окружающей среды и взаимодействия «генотип- среда» достоверны, то есть сорта имеют разную реакцию на изменения условий среды.

Полученные результаты о фактическом значении критерия Фишера свидетельствует о существенном влиянии изучаемых факторов на урожайность яровой пшеницы.

Теперь рассчитываем НСР05:

Sx = = 0.06, Sd = = 0.08

НСР05 = L05*Sd = 2.20*0.08 = 0.17, для 11й степени свободы

Sda = = 0.04, НСР05а = 2,20*0,04=0,09

SdВ = = 0.06, НСР05В = 2,20*0,06 = 0,13

Таким образом, вклад всех изучаемых факторов: сорта (В), климатических условий лет проведения испытания (А), а главное - их взаимодействия «генотип - среда» в общей изменчивости существенны.

Особенно велика доля влияния условий, что очень характерно для континентального климата, отличающегося высокой изменчивостью метеорологических условий по годам.

Влияние изучаемых факторов на урожайность ячменя можно наглядно отразить в таблице 7:

7-Влияние изучаемых факторов на урожайность ячменя, т/га

Различие по годам достигало в нашем опыте 0,49 т/га, а по изучаемым сортам 0,45 т/га.

Существенность взаимодействия ''генотип-среда'' дает право перейти ко второму этапу, то есть к расчету параметров экологической пластичности, которую характеризуют коэффициенты экологической пластичности (b1) и стабильности (s2d). Для расчета этих показателей вносят средние значение урожайности в таблицу 8

8-Влияние условий выращивания и сортовых особенностей на урожайность ячменя

Сначала для вычисления bi по формуле определяют индексы условий среды (Ij), которые заносят в таблицу 8

Вернемся к условиям нашего задания и рассчитаем значения индексов условий среды:

Как видно из формулы, индексы условий среды представляют собой отношение среднего урожая по сортам в конкретный год испытания от среднего урожая по сортам за все годы испытания. Следовательно, индексы условий показывают, насколько лучше или хуже складывались условия возделывания ячменя в конкретный год в условиях сравнения с усредненным результатом за 2 года испытания.

Сумма всех индексов должна быть близкой к нулю. Это используется в качестве контроля правильности расчетов.

Заполнив строку индексов условий (Ij) в таблице 8, переходим к расчету коэффициентов экологической пластичности (bi) или коэффициентов регрессии урожаев сорта на изменение условий.

Рассчитаем bi по данным урожайности ячменя.

Коэффициенты (вариации) экологической пластичности показывают отзывчивость на изменение условий: чем выше числовые значения bi имеет положительное значение, так как с улучшением условий выращивания урожай чаще всего повышается. Однако в отдельных случаях могут быть получены отрицательные величины. Причиной этого является склонность к полеганию, затягивание вегетации, высокая восприимчивость к заболеваниям при благоприятных условиях и пример.

В примере с ячменем были получены только положительные значения вариации пластичности, то есть все сорта увеличивали продуктивность при улучшении условий вегетации. В то же время реакция изучаемых сортов была неоднозначна, самой высокой отзывчивостью характеризуется Одесский 100 (2,56) и Челябинский 96 (2,33), высокой - сорт Медикум 85 (1).

Самая низкая реакция по изменению условий получено у Красноуфимского 95 (0,33).

Второй показатель экономической пластичности - стабильность(S2d), то есть отклонения опытных данных по урожайности конкретного года от средней величины урожайности сортов за все годы испытания. Иными словами, это отклонения фактических данных от теоретических.

Расчет вариансы S2d проводится в несколько этапов.

1. Сначала находят значения теоретической урожайности по всем вариантам (х):

xij = xi+bi*Ij

Одесский 100 х1=1,75+2,55*0,25=2,38

Х2=1,75+2,55*(-0,24)=1,13

Красноуфимский 95 Х1=1,77+0,33*0,25=1,85

Х2=1,77+0,33*(-0,24)=1,69

Медикум 85 х1=2,12+1*0,25=2,37

Х2=2,12+1*(-0,24)=1,88

Челябинский 96 Х1=1,67+2,33*0,25=2,25

Х2=1,67+2,33*(-0,24)=1,11

2. Определение отклонений фактической урожайности от теоретической по формуле:

dij = xij - xij

Одесский 100 d1=12.18-2.38=-0.20

d2=1.32-1.13=0.19

Красноуфимский 95 d1=1.79-1.85=-0.06

d2=1.75-1.69=0.06

Медикум 85 d1=2.26-2.37=-0.11

d2=1.98-1.88=0.10

Челябинский 96 d1=2.07-2.25=-0.18

d2=1.58-1.11=0.47

Полученные результаты приведены в таблице 9

9-Отклонение фактической урожайности ячменя от теоретической за годы испытаний

После этого нетрудно рассчитать вариансу стабильности урожаев для каждого сорта:

S2d=

S2d1===0,0802

S2d2===0,0072

S2d3===0,0221

S2d4===0,2533

Получив вариансы стабильности, заполним таблицу 10 по итогам параметров экологической пластичности.

10-Параметры экологической пластичности

Таким образом, наибольшей стабильностью обладают все сорта ячменя за исключением Челябинского 96. минимальная урожайность колеблется у сорта красноуфимский 95 -от 1,75 до 1,79 т/га, максимальная урожайность у сорта Медикум 85 (1,98-2,26 т/га). Если брать урожайность, то низкая урожайность только у сорта красноуфимский 95 - 1,75-1,79 т/га. из этого, можно считать, что сорт экологически не пластичен. Рассчитанные параметры пластичности изучаемых сортов (табл. 10), позволяют распределить сорта по группам следующим образом (табл. 11).

11-Характеристика сортов по параметрам стабильности

Самым нестабильным сортом оказался сорт Челябинский 96 (0,2533).

3.5 Фенологические наблюдения

В процессе жизненного цикла растения ярового ячменя проходит несколько фаз роста и развития. При проведении опыта производились фенотипические наблюдения (табл. 12) .

Посев по годам производиться в 1999 г - 7 мая, а в 2000 г - 5 мая, фаз роста и развития ячменя колеблются в определенных пределах.

От посевов до полных всходов прошло 7-8 дней. В этот период ячмень весьма чувствителен к неблагоприятным факторам внешней среды. Продолжительность фазы всходов колеблется от 10 до 12 дней, после чего наступает кущение, когда из ячменя появляются новые побеги из узла кущения. Начало кущения совпадает с появлением третьего листа. Через три недели после кущения началась фаза выхода в трубку. В этот период заканчивается формирование колоса, колосков и цветков. Продолжительность фазы выхода в трубку 7-8 дней. Колошение длится 3-4 дня, начало этого периода сопровождается появлением остей из влагалища листа.

Началом фазы считается период, когда в нее вступило 10-15 % растений. Если 70-75 % растений, то фаза считается полной. ( В.Ф. Мальцев, 1984)

К наступлению фазы колошения ячмень полностью формирует генеративные органы. Цветение ячменя совпадает с началом колошения, и реже через 2-3 дня ( в нашем случае ). Цветение началось со средних полос и одновременно распространялось на верхние и нижние части полосы. Молочная спелость началась через 16-18 дней после цветения, и длилось 12-14 дней. В восковой спелости растения приобрели желтоватый цвет, а зерно по консистенции напоминало воск, легко мнется и разрезалось ногтем, что в фазе полной спелости невозможно.

12 - Фенологические наблюдения за развитием растений.

В 2000 г. посев ячменя был проведен 5 мая, а через 2 дня погода сильно изменилась, произошло сильное похолодание, что всходы появились через 17-18 дней. Всходы были очень ослаблены. А в фазу двух настоящих листьев ячмень повреждался злаковой блошкой. И это сказалось на урожайности ячменя. В 2000 г. урожайность составила 1,58 т / га, а в 1999 г. - 2,07т / га.

3.6 Густота стеблестоя в фазы: начало всходов, колошения и уборки

Величина урожая ярового ячменя определяется количеством продуктивных стеблей на единицу площади, озерненностью колоса и массой 1000 зерен.

Густота продуктивного стеблестоя во многом зависит от нормы посева, полноты всходов, нормального кущения растений и хорошей сохранности стеблестоя и уборки урожая.

При формировании колоса и его частей важное значение имеют условия внешней среды: обеспечение влагой и питательными веществами, температурными условиями, режим освещения. Среди этих факторов на первое место выдвигается влага.

Недостаток ее в кущении оказывает влияние на густоту продуктивного стеблестоя и величину покоса. Чем ниже температура и выше запасы влаги, тем крупнее, с большим количеством колосков закладывается колос.

Число зерен в колосе является основным показателем структуры урожая, поэтому между озерненности колоса и урожайности зерна отмечается зависимостью.(П.И. Кузнецов 1980).

Густота стояния растений, как элемент продуктивности, оказывает огромное влияние на потенциал урожайности зерновых культур.

Длина колоса, количество зерен в колосе, масса зерна в одном колосе, количество колосков в колосе.

Анализ таблицы свидетельствует, что в момент уборки густота стеблестоя составила в 1999 г в зависимости от сорта от 307 до 356 шт/см2, а в 2000 г 287 - 306 шт/см2, соответственно 1999 г характеризовался годом увлажненным и поэтому к моменту уборки сохранилось в зависимости от сорта 767 до 89,0%, а в 2000 г - сохранность составила 66,5 до 76,5%, соответственно.

Масса 1000 зерен высокая 1999 г и в зависимости от сорта составила от 45,2 до 52 г, а 2000 г - 38,6 до 42,3 г, соответственно.

В таблице проведены данные наблюдений за длинной колоса в 1999 - 2000 годах. Наибольшая длина колоса наблюдалась у сортов Одесская 100 в 2000 году 10,1 см, Красноуфимский 9,5 см, а в 1999 году наиболее длинный колос был у Челябинского 96 - 9,5 - 9,3 см.

Важнейшими факторами внешней среды, влияющими на длину колоса, является температура воздуха и продолжительность дня.

Длинный день ускоряет развитие у зерновых колоса и метелки. В этом случае раньше формируется верхушечный колосок и прежде временно заканчивается развитие колоса, в результате чего образуется более короткий колос.

При ранних посевах яровых злаков на начальном этапе роста и развитие растении угнетаются в связи с коротким днем, чем продолжительнее этот период, тем больше продуктов фотосинтеза накапливается в конусе нарастания и тем больше вероятности образование более продуктивного колоса.

Число зерен в колосе

Данные приведены в таблице 6, установлены в ходе испытаний сортов ярового ячменя в период 1999 - 2000 годов. Наибольшее количество зерен в 1999 году дали сорта Медикум 85 - 21,7 и Челябинский 96 - 20,7.

В 2000 году наибольшее количество зерен в колосе наблюдалось у сорта Одесский 100 - 20. На основании двух лет наблюдений можно сделать вывод, что наибольшее число зерен в колосе, несмотря на неблагоприятные погодные условия, занимают Медикум 85, Челябинский 96, и Одесский 100. Они способны более рационально использовать влагу и элементы питания почвы. Зерна выполнены правильно.

Число развивавшихся зерен зависит от количества доступных продуктов фотосинтеза. При недостаточном снабжении водой, завязывающиеся зерна не развиваются.

Во время роста зерновки важную роль играет температура. С повышением температуры с 150 до 250С увеличивается скорость роста зерновки, сокращается период от увеличения до полной спелости, что ведет к снижению урожая. Оптимальный температурный интервал во время роста зерновки считается температура от 200С до 250С.

Недостаток влаги в период молочной и восковой спелости снижает число завязавшихся зерен. Дефицит влаги сказывается только на ранних стадиях роста зерновок (З. Натрова, Я. Смочек, 1983).

На уменьшение числа зерен в колосе оказывает влияние недостаток азотного питания.

Масса зерна в одном колосе

В таблице 13 приведены данные по массе зерна в одном колосе. Наибольшая масса зерна в колосе в 1999 году была у сортов Медикум 85 - 1,27 и Одесский 100 -1,13. В 2000 году у сорта Челябинский 96 - 0,80.

Отрицательно на массу зерна в колосе влияет низкое интенсивность освещения, что возможно в запущенных или засоренных посевах. Водный дефицит на ранних стадиях формирования зерновки приводит к значительному снижению числа завязавшихся зерен.

Важным фактором, определяющим массу зерна в одном колосе является: скорость накопление в зерновки сухого вещества.

Двумя важными факторами, влияющими на массу зерновок, являются их возраст и колошение в колосе, наиболее хорошо развито зерно средней трети колоска, начинающиеся свое развитие после увеличения.

Страницы: 1, 2, 3