WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

 

На правах рукописи 

БУТОВЕЦ ЕКАТЕРИНА СЕРГЕЕВНА

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ

ПРИ СОЗДАНИИ ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ СОРТОВ СОИ

Специальность 06.01.05 – селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Барнаул - 2012

Диссертационная работа выполнена в отделе селекции сои, зерновых и крупяных культур Государственного научного учреждения Приморский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:

кандидат сельскохозяйственных наук

Мудрик Надежда Васильевна

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук

Пантелеева Елизавета Ивановна

(НИИСС)

доктор сельскохозяйственных наук

Жаркова Сталина Владимировна

Ведущая организация

(ЗСООС)

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сои Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится «17» мая  2012 г. в 11-30 на заседании диссертационного совета ДМ 220.002.03 при ФГОУ ВПО «Алтайский государственный аграрный университет».

Адрес:

656049 г.Барнаул, пр.Красноармейский, 98, факс (3852)-628396

E-mail: arrow64@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Алтайского государственного аграрного университета.

Автореферат разослан «__» апреля 2012 г.

Ученый секретарь 

диссертационного совета Н.Н.Чернышева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В России накоплен довольно богатый опыт селекционной работы с соей. Создано и районировано большое количество зерновых и кормовых сортов, обладающих значительным диапазоном биологических и хозяйственно-полезных признаков и свойств. Однако они не полностью удовлетворяют требованиям интенсивного производства. Селекционный процесс все более совершенствуется и усложняется. Селекционеры страны нуждаются в поиске или получении соответствующего исходного материала. Большое внимание уделяется созданию высокобелковых и высокомасличных принципиально новых сортов, обладающих желаемыми качествами и свойствами.

Как правило, в таких исследованиях используют методику, при которой выборка искусственно разбивается по какому-либо признаку на классы и далее проводится оценка образцов по методике Б.А. Доспехова. Выявление уникальных форм зачастую ведётся отдельно по каждому признаку, однако такой подход не позволяет учитывать одновременно всю их совокупность.

Поэтому для разработки селекционных методов многомерного анализа экспериментальных данных появилась необходимость применения феноменологического подхода, предполагающего использование математической статистики, теории принятия решений и других разделов прикладной математики с компьютерной обработкой данных.

Цель и задачи исследований. Целью исследований данной работы является совершенствование селекционного процесса сои на основе его сокращения, путем использования методов биологической статистики с применением прикладных программ.

Исходя из вышеизложенного, нами поставлены задачи:

- провести сравнение полученного константного материала в селекционном, контрольном питомниках, конкурсном и экологическом сортоиспытании на основе использования статистических методов и компьютерных программ;

- определить наименее трудозатратный способ с более точной оценкой материала, сократив срок селекции;

- выделить новые высокопродуктивные высококачественные линии с целью передачи их в Государственную комиссию РФ по испытанию и охране селекционных достижений.

Научная новизна. Впервые проведена оценка сортов сои по методике С.П. Мартынова (1987 г.). Доказана актуальность использования методов скользящей средней и многокритериального выбора в селекции сои.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 Совершенствование методов оценки больших наборов селекционных образцов, высеянных без повторений, с коррекцией урожайности по скользящим средним величинам признаков.

2 Эффективность оценки многокритериального выбора на основе интегрального критерия на заключительном этапе селекции сои (конкурсное и экологическое испытание).

Практическая значимость. В результате проведенной работы по многокритериальному методу нами выбраны три сорта сои селекции Приморского НИИСХ – Приморская 4, Приморская 96 и Приморская 86, в наибольшей степени удовлетворяющие требованиям селекционной программы, которые переданы в Государственную комиссию РФ по испытанию и охране селекционных достижений в 2009 и 2010 годах. Сорта Приморская 1410, Приморская 1418, Приморская 1409 и Приморская 1432 будут переданы в последующие годы. Выделен исходный материал для использования в селекционном процессе: Приморская 4, Приморская 96 (приморские сорта), Лазурная, Нева (амурские), Альба, Дельта (краснодарские), На 90-67-19, Цзы-Цзао 17, Sui 5191 (китайские), Педро (итальянский), ХР 977-19 (американский).

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на конференциях молодых ученых Приморского НИИСХ (п. Тимирязевский, 2009-2011 гг.), VIII-X Межвузовских научно-практических конференциях в Приморской ГСХА (г. Уссурийск, 2008-2010 гг.), I Международной научно-практической конференции преподавателей, молодых ученых и аспирантов агарных вузов РФ в РУДН (г. Москва, 2009 г.), ХIII Всероссийской научно-практической конференции в Пензенском НИИСХ (г. Пенза, 2009 г.), Международной научно-практической конференции в Ботаническом Саду (г. Белгород, 2009 г.), V научной конференции в Ботаническом сад-институте ДВО РАН (г. Владивосток, 2009 г.), Международной научной конференции в  Центральном Ботаническом Саде НАН Азербайджана (г. Баку, 2009 г.), Региональной конференции весеннего отборочного тура программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2010 г.» в ДГТУ (г. Владивосток, 2010 г.), научно-практической конференции молодых ученых в ДальНИИМЭСХ (г. Благовещенск, 2010 г.).

Публикации. Опубликовано 14 работ по материалам диссертации, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы.  Диссертация изложена на 122 страницах и состоит из введения, обзора литературы, описания объектов и методов исследований, экспериментальной части из трёх разделов, выводов, рекомендаций для селекционной практики и производства, списка литературы, приложений. Работа иллюстрирована 10 рисунками, 24 таблицами в тексте, 15 приложениями. Список используемой литературы включает 294 источника, в том числе 46 иностранных.

Диссертационная работа выполнена автором лично и при участии сотрудников лаборатории селекции сои в соответствии с планом НИР ГНУ Приморский НИИСХ Россельхозакадемии по заданию 04.07.02.01. «Создать и передать в Госсортоиспытание новые гибридные сорта сои, обладающие высокой продуктивностью (3,5-4,0 т/га), комплексной устойчивостью к грибным болезням, вредителям и экстремальным факторам среды, пригодные для переработки на пищевые цели».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В обзоре литературы представлены  сведения, отражающие народно-хозяйственное значение, ботанико-биологическую характеристику, основные направления и методы селекции сортов сои и методы биологической статистики при оценке различного селекционного материала с анализом состояния изученности проблемы.

2 УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнялась в 2008-2011 гг. на экспериментальных полях Приморского научно-исследовательского института сельского хозяйства. Данный район характеризуется чередованием периодов не только сухих, но и засушливых с исключительно влажными. Сумма активных температур (выше 100 С) колеблется в пределах 2400-26000. Гидротермический коэффициент – 1,6-2,0 (ГТК 1,0 – характеризует крайне недостаточные условия увлажнения, ГТК – 2 - избыточные). Анализ его по месяцам показал периоды как избыточной термовлагообеспеченности, так и недостаточной, что позволило наиболее полно и  достоверно оценить селекционный материал.

Почва опытных участков – лугово-бурая отбеленная, с тяжелым механическим составом. Содержание основных элементов питания в пахотном слое было следующее: рН солевой вытяжки 5,5-6,0, гидролитическая кислотность 2,2-2,8 мг экв/100 г почвы, NO3 – 14,0-19,1 мг/кг абсолютно сухой почвы, P2O5 – 6,0-8,1 мг/100 г почвы, К2О – 9,2-13,5 мг/100 г почвы, СаО – 13,9-15,0 мг экв/100 г почвы, гумус 3,3-3,7 %.

Соя выращивалась в соответствии с принятой для Приморского края агротехникой. Площадь делянки в селекционном питомнике – 1,8 кв. м, в контрольном – 9,0 кв. м (две повторности); в конкурсном и экологическом – 25 кв. м. (четыре повторности). Посев производился селекционными сеялками СКС-6-10 и СН-16.

Густота стояния растений сои к уборке составляла 390-400 тысяч на гектар. Уборка мелкоделяночных питомников осуществлялась вручную, в  контрольном и конкурсном сортоиспытаниях -  комбайном Сампо 130.

В качестве объекта исследований были взяты образцы сои селекционного (250-300), контрольного питомника (150-200), экологического и конкурсного сортоиспытания (50-60). В качестве стандартов использовали сорта разных групп спелости: Ходсон (среднеранний), Приморская 81 (среднеспелый).

Фенологические наблюдения выполнены по методике Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений.

Для каждой делянки селекционного и контрольного питомников, конкурсного сортоиспытания была определена скользящая средняя по методике С.П. Мартынова и др. (1981 г.). В сортоиспытаниях был использован дисперсионный анализ по методике Б.А. Доспехова. Экологическую пластичность по содержанию белка и масла в семенах определяли по методике Эберхарта С.А. и Рассела В.А.

Учет болезней и вредителей проведен совместно с группой фитопатологов лаборатории селекции сои по методикам В.И. Заостровных и ВНИИР. Содержание масла и белка в семенах сои определяли на приборе Infromatic 9200, амино- и жирнокислотный состав экологического и конкурсного сортоиспытания проведен во ВНИИ сои на ИК - сканере Nir - 42. 

На заключительном этапе селекции использован метод интегральной оценки селекционных линий по совокупности хозяйственных признаков по методике С.П. Мартынова.

3 ОЦЕНКА РАЗЛИЧНЫХ МЕТОДОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ СЕЛЕКЦИОННЫХ ПИТОМНИКОВ

В селекционной работе требуется достаточно точная оценка большого числа семей, причем без применения повторных посевов, на отсутствие которых сильно влияет разнообразие плодородия почв участка.

Важнейшей задачей в ходе обработки материала является выявление основной тенденции развития явления и сглаживание случайных колебаний. Для решения этой задачи в статистике существуют особые способы, одним из которых метод скользящей средней.

Метод повышения разрешающей способности полевого опыта с большим числом вариантов, основанный на коррекции урожайности по скользящей средней признака, применим для различных планов полевого опыта, где снижается средний квадрат ошибки и повышается адекватность оценки линии.

На начальном этапе в селекционных питомниках Приморского НИИСХ были использованы в сравнении два метода однофакторного анализа при посеве без повторности: статистический анализ полученных данных и оценка селекционного материала по скользящей средней.

Значения скользящей средней рассчитывались в программе Excell при вводе фактических данных продуктивности.

Для примера из испытания селекционного питомника был взят один блок.

Экспериментально показано, что в 2008 году в первом блоке из 12 сортообразцов превышение продуктивности над средним стандартом по опыту (7,1 г/растение) у четырех образцов составило от 21 до 27 % (рисунок).

Рисунок – Фактические и прогнозируемые значения продуктивности линий селекционного питомника, 2008 г.

По принципу анализа этого блока прорабатывался остальной материал селекционного питомника 2008-2010 гг.

Выделившиеся таким образом образцы селекционного питомника - 39 номеров различных гибридных комбинаций 2008 года, превысившие стандарт от 18 до 77 %, переведены в контрольный 2009 года (таблица 1).

Таблица 1 – Фактические и прогнозируемые значения некоторых выделившихся по наибольшей продуктивности линий селекционного питомника 2008 г. и контрольного 2009 г.

Номер делянки

питомника

Происхождение

Отношение к стандарту Ходсон, % (фактическое)

Отношение к стандарту Ходсон,  % (прогнозируемое)

селекци-онного 2008 г.

контроль-ного

2009 г.

селекцион-ного

2008 г.

контроль-ного

2009 г.

селекцион-ного

2008 г.

контроль-ного

2009 г.

1

2

3

4

5

6

7

Ходсон, стандарт

7,1 (г/раст.)

14,0 (ц/га)

10016

7094

Венера х Wase-natsu

118

103

118

96

10199

7116

Венера х Приморская 43

120

111

131

118

10006

7089

Цзилинь х Carter

125

81

110

99

10247

7119

Приморская 69 х Цзилинь

128

100

113

109

10205

7101

Венера х Wase-natsu

135

93

134

93

10056

7064

Приморская 1285 х Цзилинь

137

116

125

99

10154

7082

Цзилинь х Carter

137

96

135

95

Продолжение таблицы 1

1

2

3

4

5

6

7

10013

7046

Приморская 1285 х Цзилинь

145

114

154

115

10176

7092

Цзилинь х Carter

146

80

144

103

10108

7055

Приморская 1285 х Цзилинь

148

109

142

99

10105

7070

Приморская 1285 х Цзилинь

151

106

158

102

10192

7114

Венера х Приморская 43

155

126

141

114

10101

7057

Приморская 1285 х Цзилинь

172

130

142

121

10260

7106

Венера х Wase-natsu

177

117

146

110

В контрольный питомник 2010 года из селекционного 2009 года было переведено 17 номеров, превысивших стандарт Ходсон по фактическим значениям от 33 до 120 %, а по прогнозируемым  от 8 до 69 % (таблица 2).

Таблица 2 – Фактические и прогнозируемые значения выделившихся по наибольшей продуктивности линий селекционного питомника 2009 г. и контрольного 2010 г.

Номер делянки

питомника

Происхождение

Отношение к

стандарту Ходсон,

% (фактическое)

Отношение к стандарту Ходсон,

% (прогнозируемое)

селекци-онного 2009 г.

контроль-ного

2010 г.

селекцион-ного

2009 г.

контроль-ного

2010 г.

селекцион-ного

  2009 г.

контроль-ного

  2010 г.

Ходсон, стандарт

6,1 (г/раст.)

26,5 (ц/га)


10385

7127

Приморская 13 х К 4487

133

99

138

97

10234

7102

Венера х КСИ 22185

136

88

154

101

10408

7135

Венера х Исудзу

136

102

121

106

10043

7045

Приморская 1285 х Цзилинь

138

101

116

111

10057

7046

Приморская 1285 х Цзилинь

138

117

115

111

10406

7134

Соя КНР 2006 год

138

109

108

110

10349

7125

Приморская 69 х Оттава Мандарин

139

103

113

100

10122

7115

Венера х Хэфенг 25

148

108

111

110

10011

7042

Приморская 1285 х Цзилинь

151

108

116

103

10384

7126

Приморская 13 х К 4487

151

88

123

95

10237

7110

Приморская 69 х Прим. 1240

152

118

169

118

10391

7133

Витязь х Ходсон светлый

175

105

161

111

10233

7101

Венера х КСИ 22185

220

102

146

109

Из 193 номеров селекционного питомника 2010 года в контрольный 2011 года по результатам статистической обработки было переведено 33 образца, с превышением над стандартом по факту от 8 до 152 %, по прогнозу от 10 до 89 %  (таблица 3).

Таблица 3 – Фактические и прогнозируемые значения некоторых выделившихся по наибольшей продуктивности линий селекционного питомника 2010 г. и контрольного 2011 г.

Номер делянки

питомника

Происхождение

Отношение к стандарту Ходсон,

% (фактическое)

Отношение к

стандарту Ходсон,

% (прогнозируемое)

селекци-онного 2010 г.

контроль-ного

2011 г.

селекцион-ного

2010 г.

контроль-ного

2011 г.

селекцион-ного

2010 г.

контроль-ного

2011 г.

1

2

3

4

5

6

7

Ходсон, стандарт

15,1(г/раст.)

20,9 (ц/га)

10144

7099

Приморская 69 х КСИ 22185

123

93

100

99

10158

7100

Приморская 51 х Хэфенг 25

123

71

104

82

Продолжение таблицы 3

1

2

3

4

5

6

7

10165

7096

  Примор. 13 х Венгерка выс.

127

75

90

77

10248

7094

Венера х Приморская 43

128

90

138

100

10192

7066

Приморская 69 х Madison

129

117

107

106

10261

7089

Венера х Wase-natsu

130

104

114

101

10218

7102

Приморская 69 х Хэфенг 25

140

88

98

80

10231

7044

Венера х Protana

146

84

117

97

10273

7046

Венера х Цзилинь

148

90

120

89

10054

7012

Приморская 1285 х Цзилинь

152

100

130

92

10168

7101

  Примор. 13 х Венгерка выс.

156

83

120

82

10067

7027

Цзилинь х Carter

166

119

151

113

10322

7104

Витязь х Ходсон светлый

176

77

126

80

10021

7008

Приморская 1285 х Цзилинь

191

94

133

88

10279

7065

Приморская 69 х Хэйхэ

214

89

128

103

10311

7053

Венера х Altona

252

50

182

60

Несмотря на то, что по продуктивности селекционного питомника мы их ранжировали от меньшего значения к большему, приведенные данные очень трудно анализировать в разрозненных таблицах, поэтому их объединили в одну систему, разбив на группы по превышению над стандартом (1-15 %, 16-30 %  и т.д.).

С использованием данных таблиц 1-3 нами было проведено распределение их по процентному соотношению в группах превышения по продуктивности в селекционном и урожайности  в контрольном питомниках, где наглядно просматривается поведение образцов переведенных из одного питомника в другой, как по фактическим, так и прогнозируемым величинам по трем годам испытания (таблица 4).

Таблица 4 – Характеристика номеров селекционного питомника сои по продуктивности и контрольного по урожайности (2008-2011 гг.)

Год

Значение

Превышение над стандартом, %

1 - 15 %

16 - 30 %

31 - 45 %

46 - 60 %

больше 61 %

селекционный питомник, % образцов

2008

фактическое

5

15

33

34

10

прогнозируемое

15

23

38

24

0

контрольный питомник, % образцов

2009

фактическое

36

18

10

3

0

прогнозируемое

60

13

0

0

0

селекционный питомник, % образцов

2009

фактическое

0

0

47

35

18

прогнозируемое

24

29

6

29

12

контрольный питомник, % образцов

2010

фактическое

47

24

0

0

0

прогнозируемое

65

6

0

0

0

селекционный питомник, % образцов

2010

фактическое

9

24

18

25

18

прогнозируемое

15

37

21

3

9

контрольный питомник, % образцов

2011

фактическое

12

15

0

0

0

прогнозируемое

18

12

0

0

0

Анализируя данные селекционного питомника 2008 года и переведенных образцов в контрольный 2009 г. выявлено значительное снижение урожайности контрольного по сравнению с селекционным (как фактических, так и прогнозируемых). Больший процент сортообразцов селекционного питомника (67 %)  приходится на продуктивность с превышением стандарта на 31-60 %, тогда как в контрольном питомнике максимальное превышение урожайности отмечено в группах 1-15 % и 16-30 % (54 фактических и 73 прогнозируемых).

Если в селекционном питомнике 2009 года 100 % фактической продуктивности образцов приходилось на группы с превышением стандарта от 31 %  и выше, то прогнозируемой 47 % образцов. В контрольном питомнике 2010 года такого превышения над стандартом не отмечено как по факту, так и по прогнозу.

В селекционном питомнике 2010 года наибольший процент образцов, превышающих стандарт по фактической продуктивности, приходится на группы от 31 %  и выше, а по прогнозируемой они составили третью часть от испытуемых. В контрольном питомнике  2011 года превышение над стандартом от 30 % и выше не отмечено.

Если в селекционном питомнике максимальная продуктивность в группе выше 30 %, то в контрольном урожайность этих образцов была ниже стандарта.

Поэтому необходимо в селекционном питомнике отбирать образцы от 16-30% превышения над стандартом (по факту и прогнозу) для перевода в контрольный питомник, так как они более стабильны, а номера с высокой продуктивностью не всегда имеют высокую урожайность в последующих испытаниях.

Экспериментальная проверка данных селекционного питомника сои  на протяжении трех лет показала, что коррекция урожаев по предложенному методу позволяет снизить в 1,5-1,8 раза дисперсию, которая определяет существенность различий в степени варьирования одного и того же признака (таблица 5).

Наименьшая существенная разность фактической продуктивности была в 2008 году выше на 21 %, чем прогнозируемых данных, причем эта тенденция отмечена как в 2009 г., так и в 2010 году в селекционном питомнике и составила 32 %.

Таблица 5 - Статистический  анализ фактических и прогнозируемых данных продуктивности образцов селекционного питомника сои, 2008-2010 гг.

Показатели

2008 г.

2009 г.

2010 г.

Средняя арифметическая, г/раст.

8,7

8,5*

6,40

6,30*

15,60

15,50*

Дисперсия

2,76

1,87*

2,19

1,23*

18,81

10,63

Среднеквадратическое отклонение, г/растение

1,66

1,37*

1,48

1,11*

4,34

3,26

Абсолютная ошибка средней арифметической, г/растение

0,25

0,20*

0,22

0,17*

0,65

0,49*

Относительная ошибка средней, %

2,85

2,40*

3,47

2,64*

4,15

3,13*

Коэффициент вариации, %

19,12

16,07*

23,26

17,68*

27,85

21,01*

Sd, г/растение

0,35

0,29*

0,31

0,23*

0,91

0,69*

НСР 0,05  г/растение

0,69

0,57*

0,61

0,46*

1,79

1,35*

Процент снижения НСР

21*

32*

32*

Примечание: * - прогнозируемые данные

В контрольном питомнике 2009 года изучалось 194 номера, из которых 13 переведены в конкурсное сортоиспытание (таблица 6).

Как видно из данных, приведенных в таблице 6, фактическая урожайность выделившихся образцов контрольного питомника 2009 года превышает стандарт Ходсон от 31 до 52%, а прогнозируемая  от 8 до 39%.

В конкурсном сортоиспытании 2010 года образцы снизили фактическую урожайность от 19 до 49%, а прогнозируемую от 10 до 36%.

Таблица 6 - Фактические и прогнозируемые значения выделившихся по наибольшей урожайности линий контрольного питомника 2009 г. и конкурсного сортоиспытания 2010 г.

Номер делянки

питомника

Происхождение

Отношение к стандарту Ходсон, % (фактическое)

Отношение к

стандарту Ходсон,

% (прогнозируемое)

контроль-ного

2009 г.

конкурс-ного

2010 г.

контроль-ного

2009 г.

конкурс-ного 2010 г.

контроль-ного

2009 г.

конкурс-ного  2010 г.

Ходсон, стандарт (ц/га) 

14,0

24,5

7029

33

Комсомолка х Венера

131

104

114

104

7033

35

Приморская 1164 х Кубанская 4958

131

98

122

98

7022

32

Прим.* 13 х Alaric

132

107

117

107

7075

7

Цзилинь х Carter

132

113

108

114

7030

34

Прим.* 1274 х Прим.* 301

134

100

119

99

7048

16

Прим.* 1285 х Цзилинь

134

98

124

98

7129

38

Хэйхэ х Цзилинь

135

103

127

103

7082

9

Цзилинь х Carter

137

113

111

113

7193

39

R615 (и.ф. Ходсон j)

138

107

123

107

7064

18

Прим.* 1285 х Цзилинь

139

103

139

103

7147

21

Хэйхэ х Цзилинь

141

104

127

104

7066

19

Прим.* 1285 х Цзилинь

152

103

128

104

Примечание: * - Приморская

Анализируя номера контрольного питомника 2010 года, которые переведены в конкурсное сортоиспытание 2011 года, отмечено, что максимальная фактическая урожайность в контрольном составила 129% (34,2 ц/га), при урожайности стандарта 26,5 ц/га, а прогнозируемые максимальные значения этого показателя – 119% (31,5 ц/га) (таблица 7). 

Таблица 7 - Фактические и прогнозируемые значения некоторых выделившихся по наибольшей урожайности линий контрольного питомника 2010 г. и конкурсного сортоиспытания 2011 г.

Номер делянки

питомника

Происхождение

Отношение к стандарту Ходсон,

% (фактическое)

Отношение к стандарту Ходсон,

% (прогнозируемое)

контроль-ного

2010 г.

конкурс-ного

2011 г.

контроль-ного

2010 г.

конкурс-ного

2011 г.

контроль-ного

2010 г.

конкурс-ного  2011 г.

Ходсон, стандарт (ц/га) 

26,5

19,5

7034

37

  J – Wo Fun х Приморская 639

110

97

106

97

7022

32

Приморская 13 х Alaric

111

105

109

97

7066

7

Цзилинь х Carter

112

117

107

116

7091

26

Венера х Wase

112

89

108

95

7159

44

R767 (и.ф. Ходсон) R4

112

114

110

113

7048

17

Приморская 1285 х Цзилинь

114

91

118

89

7087

25

Венера х Wase-natsu

114

94

106

97

7146

42

R865 (и.ф. П-28 А) R4

114

112

113

106

7021

36

Отбор из Цзилинь

115

94

108

93

7129

40

Витязь х Ходсон светлый

116

108

100

101

7046

15

Приморская 1285 х Цзилинь

117

88

111

92

7074

8

Цзилинь х Carter

119

123

114

118

7097

27

Венера х Wase

121

95

119

93

7063

6

Цзилинь х Carter

122

114

112

118

7047

16

Приморская 1285 х Цзилинь

123

90

114

89

7078

9

Цзилинь х Carter

129

119

115

120

Объединив данные таблиц 6 и 7 в одну систему, разбили их на группы по превышению над стандартом (до 10%, 11-20% и т.д.) (таблица 8).

Фактическое превышение урожайности над стандартом Ходсон от 21% и более имеются у 100% образцов контрольного питомника. Тогда как по прогнозу оно отмечено у 54% образцов.

В конкурсном сортоиспытании 2010 года урожайность, как фактических значений, так и прогнозируемых уменьшилась и находится в группе от 11 до 20 %, количество образцов при этом составляет 15%.

В контрольном питомнике 2010 года наибольший процент образцов, превышающих стандарт по фактической и прогнозируемой урожайности, приходится на группы от 11 до 30%.

Таблица 8 – Характеристика номеров контрольного и конкурсного испытания по урожайности (2009-2011 гг.)

Год

Значение

Превышение над стандартом, %

до 10 %

11- 20 %

21 - 30 %

больше 31 %

контрольный питомник, % образцов

2009

фактическое

0

0

85

15

прогнозируемое

15

31

46

8

конкурсное сортоиспытание, % образцов

2010

фактическое

54

15

0

0

прогнозируемое

54

15

0

0

контрольный питомник, % образцов

2010

фактическое

32

50

18

0

прогнозируемое

46

29

25

0

конкурсное сортоиспытание, % образцов

2011

фактическое

14

21

4

0

прогнозируемое

11

21

0

0

В конкурсном сортоиспытании  2011 года превышение над стандартом в группах от 11 до 30% составляет по фактическим значениям 25% образцов, а по прогнозируемым 21% .

Предложенный метод статистической обработки заслуживает внимания в силу максимально возможного использования информации с применением прикладных компьютерных программ. Данная методика нами была использована и на испытаниях с повторениями.

На примере экологического сортоиспытания сои  видно, что наименьшая существенная разность фактических урожаев составляет 3,43 ц/га, а скорректированных - 1,89 ц/га (таблица 9).

Таблица 9 – Дисперсионный анализ фактических и прогнозируемых данных урожайности сои экологического сортоиспытания, 2009 г.

Дисперсия

Сумма квадратов

Степень свободы

Средний квадрат

F фактическое

F табличное

Общая

1197,9

  359,3 *

155

Повторений

15,9

20,3 *

2

7,96

10,16 *

1,8

7,5 *

Вариантов

732,8

  201,7 *

51

14,37

  3,95 *

3,26

2,94 *

1,5

Остаток

449,2

137,3 *

102

4,40

1,35 *

* - прогнозируемое

НСР0,95 3,43 ц/га; 1,89 ц/га *

Аналогичный дисперсионный анализ конкурсного сортоиспытания сои приведён в диссертационной работе.

Использование метода скользящей средней позволяет получать более точные результаты, без изменения плана опыта и повторных посевов, а также в опытах с повторениями исключить номера, получившие случайную урожайность за счет фоновых изменений почвенного плодородия, снизить ошибку опыта и облегчить труд селекционеров при анализе селекционного материала, уменьшая при этом затраты времени не менее чем в три раза, повысив при этом результативность своего труда и достоверность получаемых выводов.

В представленной работе приведена оценка экологической пластичности содержания белка и масла в семенах сои экологического и конкурсного сортоиспытания по коэффициенту регрессии и вариансе стабильности. В результате проведенного анализа по данным показателям из сортов  Краснодарской и Приморской групп  предоставляется возможность отбора высокомасличных, стабильно сохраняющих этот признак, независимо от условий произрастания.

4 МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЙ ВЫБОР НА ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНОМ ЭТАПЕ СЕЛЕКЦИИ СОИ

Метод интегральной оценки сортов по множеству критериев, основанный на использовании взвешенной суммы нормированных отклонений от заданного идеала (оптимума). Весовые коэффициенты и заданный идеал устанавливаются селекционером в зависимости от поставленной задачи или по максимальным значениям одного из испытуемых номеров, который можно легко изменять.

Для этих целей нами были выбраны следующие показатели: урожайность,  высота растений, масса 1000 семян, период вегетации растений, содержание масла и белка в семенах и их амино- и жирнокислотный состав, устойчивость к болезням.

Используя вышеуказанные признаки, и обработав их по предлагаемой программе, мы провели комплексную оценку сортов сои экологического и конкурсного испытания и отбор селекционных линий по множеству критериев. Ранжирование сортов осуществлялось  относительно заданного нами идеала (таблица 10).

Таблица 10 - Матрица данных, весовые коэффициенты, заданный идеал и интегральные оценки некоторых сортов сои экологического испытания по семи признакам, 2009-2010 гг.

Сорт

Урожайность, ц/га

Высота растения, см

Период вегетации, дней

Содержание, %

Устойчивость к болезням, %

Интегральная оценка

2009 г.

2010 г.

масла

белка

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Sui 5191

22,9

31,1

56

114

19,6

40,8

5

4,5

Приморская 96

22,0

28,2

80

109

21,4

39,6

60

5,1

Приморская 4

22,3

28,9

82

109

19,9

39,0

60

5,1

Педро

21,2

33,8

63

115

20,6

37,0

8

5,7

ХР 977-19

24,3

26,6

67

114

19,8

38,9

25

6,4

Sui 87-56-68

20,9

31,1

63

114

19,4

39,3

2

7,5

ХР 577-1,5

21,7

28,7

64

115

20,4

37,0

33

7,5

Лик

22,1

27,7

69

110

19,7

39,8

1

8,1

На 76-3

22,5

27,5

65

115

19,0

40,0

1

8,4

МК-100

21,1

26,0

56

102

20,6

36,6

1

8,5

Дин

21,1

27,8

64

105

18,9

39,4

1

8,5

Продолжение таблицы 10

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Альба

23,3

25,2

74

117

18,4

41,4

38

8,8

Лира

23,2

26,6

78

112

20,3

37,5

1

8,8

Приморская 28

20,1

27,3

69

109

18,9

40,2

55

8,8

Иван Караманов

21,8

28,4

76

112

20,0

38,5

1

8,9

На 90-67-19

21,1

28,3

71

117

19,3

39,9

28

9,0

Хефенг 25

22,6

26,1

66

114

18,8

40,2

1

9,1

Не 135

21,4

27,8

64

115

19,1

39,8

1

9,2

Приморская 81, ст

22,6

22,5

61

114

19,1

39,4

60

9,2

НСР

1,74

1,86

Стандарт. откл.

2,2

3,6

9,4

6

0,7

1,4

24,4

Весовые коэф.

2,1

2,1

0,7

0,7

0,35

0,35

0,7

Идеал (оптимум) сорта

28

30

80

110

20

39

70

При введении дополнительных признаков (масса 1000 семян, содержание линолевой и линоленовой кислоты в масле) произошли значительные изменения в интегральной оценке (таблица 11).

Таблица 11 –– Матрица данных, весовые коэффициенты, заданный идеал и интегральные оценки некоторых сортов сои экологического испытания по десяти признакам, 2009 - 2010 гг.

Сорт

Урожайность, ц/га

Масса 1000 семян, г.

Высота растения, см

Содержание, %

Период вегетации, дней

Устойчивость к болезням, %

Интегральная оценка


2009 г.

2010 г.

масла

белка

кислота

лино- левая

линоле- новая

Приморская 96

22,0

28,2

188

80

21,4

39,6

51,25

9,61

109

60

0,1

Приморская 4

22,3

28,9

198

82

19,9

39,0

51,10

10,59

109

60

0,5

На 90-67-19

21,1

28,3

216

71

19,3

39,9

52,03

8,31

117

28

1,3

Педро

21,2

33,8

219

63

20,6

37,0

51,40

9,83

115

8

1,4

Не 135

21,4

27,8

222

64

19,1

39,8

50,91

10,59

115

1

1,6

Лик

22,1

27,7

220

69

19,7

39,8

50,34

10,57

110

1

1,6

На 6437

22,0

25,9

236

72

20,0

37,1

51,42

11,34

117

25

1,7

Альба

23,3

25,2

226

74

18,4

41,4

51,58

9,81

117

38

2,0

Sui 5191

22,9

31,1

184

56

19,6

40,8

50,31

10,71

114

5

2,2

ХР 577-1,5

21,7

28,7

168

64

20,4

37,0

51,92

10,09

115

33

2,7

На 76-3

22,5

27,5

200

65

19,0

40,0

51,64

9,21

115

1

2,9

Приморская 81, ст

22,6

22,5

196

61

19,1

39,4

51,03

10,74

114

60

3,7

НСР

1,74

1,86

Стандарт. откл.

2,2

3,6

24,9

9,4

6,0

0,7

1,4

0,5

1,2

23,6

Весовые коэф.

2

2

2

-1

-1

0,25

0,25

0,25

-0,25

1

Идеал (оптимум) сорта

23

30

180

80

20

39

52

6

110

70

Если в таблице 10 китайский сорт Sui 5191 находился на первом месте, то при расчете по десяти признакам он переместился на девятое. Причиной явилось не соответствующее идеалу содержание жирных кислот (линолевой и линоленовой).

Приморские сорта (Приморская 96 и Приморская 4) также остались на высших ступенях по рангу, так как их показатели близки к заданному идеалу.

Аналогичные расчеты были приведены в работе на сортах конкурсного сортоиспытания.

Использование матриц данных с различными показателями сортов и расширение возможностей компьютерных программ, способствует облегчению труда селекционера при анализе селекционного материала и снижает затраты времени на проведение текущих работ, обеспечивая объективность в анализе.

При этом исключаются для дальнейшего их изучения в селекционных питомниках номера и линии, которые менее перспективны.

Такой подход способствует быстрому продвижению константного материала для передачи его в Госкомиссию.

5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ БИОЛОГИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ В СОЗДАНИИ

ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ СОРТОВ СОИ

Используя полученные результаты, нами выделены сорта сои, которые переданы в 2008-2009 году в ГСИ. Данные Уссурийского госсортоучастка по трём сортам приведены в таблице 12.

Таблица 12 - Основные показатели испытываемых сортов в среднем за 2009-2011 гг. (по данным филиала ФГУ «Госсорткомиссии» Приморского края)

Сорт

Урожайность, ц/га

Период вегетации, дней

Высота растения, см

Масса 1000 семян, г

Болезни и вредители, %

септориоз

пероноспороз

тля

Приморская 13, ст

21,4

105

65

222

37

7

47

Приморская 96

22,9

107

78

208

40

2

35

Приморская 81, ст

21,7

107

66

219

37

18

28

Приморская 4

23,8

106

73

183

40

2

45

Приморская 86*

25,1

106

66

222

40

2

43

* - показатели одного года

Как видно из таблицы 12 превышение урожайности сортов сои за три года над стандартами отмечено в пределах 1,5 – 2,1 ц/га, а у сорта Приморская 86  (за один год испытания) на 3,4 ц/га.

Таким образом, выделенные нами сорта, позволяют увеличить их сортимент с высокими технологическими и урожайными качествами, высокой устойчивостью к грибным болезням.

По нашим расчетным данным при возделывании новых сортов сои при условии выполнения всех рекомендуемых элементов технологии рентабельность сельскохозяйственных предприятий может составлять около 90%, а при производстве семян элиты от 150% и выше.

ВЫВОДЫ

На основании проведенных исследований по сравнительной оценке некоторых методов биологической статистики при создании высокопродуктивных сортов сои нами сделаны следующие выводы:

1. Впервые на сое проведена сравнительная оценка  некоторых методов биологической статистики (однофакторный дисперсионный анализ, метод скользящей средней и многокритериального анализа) при создании новых высокопродуктивных сортов сои, устойчивых к неблагоприятным условиям среды, благодаря которым отобраны сорта для использования их как в селекционном процессе, так и непосредственно в производстве.

2. При оценке селекционного материала различных питомников испытания считаем целесообразным использование метода  оптимизированной скользящей средней изучаемых признаков, что позволит учесть почвенные разности, снизить неконтролируемую случайную изменчивость в полевых экспериментах, увеличит достоверность получаемых выводов.

3. В результате анализа селекционного питомника методом скользящей средней выделены номера, превышающие прогнозируемые данные по продуктивности, что позволило сократить время испытания и уменьшить затраты селекционера на браковку селекционного материала примерно в три раза.

4. Учитывая почвенные разности для дальнейшей работы целесообразнее отбирать линии по прогнозируемой продуктивности, превышающие стандарт на 15-30 %, которые в дальнейшем показывают лучшие результаты, чем высокопродуктивные, но нестабильные по годам.

5. При анализе гибридных комбинаций  в контрольном питомнике методом скользящей средней выявлены высокоурожайные линии (31,4 – 34,2 ц/га), это такие как: Приморская 1285 х Цзилинь, Цзилинь х Carter, Венера х Wase-natsu, Приморская 69 х  Приморская 1240.

6. Дана оценка сортов по пластичности и стабильности содержания белка и масла в семенах сои конкурсного и экологического испытания в различных по происхождению группах - Амурской, Китайской, Приморской.

7. При анализе сортов сои методом многокритериального выбора на заключительном этапе селекции выделен исходный материал для использования в селекционном процессе и производстве: приморские сорта -Приморская 4, Приморская 96, Приморская 86; итальянский – Педро; амурские -  Лазурная, Нева; краснодарские - Альба, Дельта; китайские - На 90-67-19, Цзы-Цзао 17, Sui 5191; американский - ХР 977-19.

8. При многокритериальном анализе районированных и высокопродуктивных сортов по семи признакам наивысшая оценка отмечена у Приморской 96, Приморской 4, Приморской 86 и Приморской 13.

9. Возделывание новых сортов со стабильной урожайностью и высоким содержанием белка и масла в семенах, имеющих высококачественный аминокислотный и жирнокислотный состав, устойчивых к болезням и вредителям сои в условиях юга Дальнего Востока улучшит экономику хозяйств различных форм собственности. Ведение семеноводства новых сортов экономически оправдано.  Рентабельность производства тонны семян составит от 90-150%.

10. Применение  различных методов биологической статистики позволяет значительно улучшить качество селекционной работы, облегчить труд селекционеров, сократить процесс создания сортов сои на 2-3 года, уменьшив финансовые затраты на 19-30%.

11. На основании изученного метода многокритериального анализа выделены  сорта сои Приморская 4 (среднеранний), Приморская 96 (среднеспелый) и Приморская 86 (среднепозднеспелый), на которые поданы заявки в ФГУ Государственная комиссия РФ по испытанию и охране селекционных достижений для включения их в Государственный реестр охраняемых селекционных достижений РФ и Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ

И ПРОИЗВОДСТВА

1. В целях повышения эффективности отбора при создании новых сортов сои, где невозможно статистически оценить значимость различий между образцами по продуктивности и  другим признакам, рекомендуем в селекционном процессе использовать как вспомогательный прием – коррекцию по скользящим средним.

2. Отбор в селекционном  питомнике целесообразно проводить по прогнозируемой продуктивности превышающей стандарт от 15-30%.

3. В качестве источников ценных признаков рекомендуем использовать выделенные методом интегральной оценки сорта сои конкурсного испытания (Приморская 1410, Приморская 1432, Приморская 1409, Приморская 1418, Приморская 1425) и экологического (Sui 5191, Педро, Sui 87-56-68, ХР 577-1,5, Альба).

4. Сорта сои Приморская 4, Приморская 96 и Приморская 86, различающиеся по периоду вегетации, не уступающие стандарту по урожайности и качеству продукции, переданы в Государственное сортоиспытание.

5. Рекомендуем Государственной комиссии РФ по испытанию и охране селекционных достижений при оценке сортов сои по комплексу хозяйственных признаков применять апробированный нами наиболее достоверный метод многокритериального выбора, используя интегральную оценку.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бутовец, Е.С. Оценка сортов сои в экологическом испытании // Земледелие. – 2011. - № 6. – С. 38-39.

2. Хасбиуллина, О.И. Сравнительная оценка высокопродуктивных сортов сои в условиях юга Дальнего Востока / О.И. Хасбиуллина, Н.В. Мудрик, Е.С. Бутовец // Достижения науки и техники АПК. – 2012. - № 1. – С. 17-19.

В других изданиях:

3. Бутовец, Е.С. Использование метода многокритериального выбора при оценке сортов сои в конкурсном испытании // Инновационные процессы в АПК: сб. статей I Междунар. науч.-практич. конф. преподавателей, молодых ученых и аспирантов агарных вузов РФ (25-27 марта 2009г.). – М.: РУДН, 2009. – С. 9-12.

4. Мудрик, Н.В. Оценка экологического испытания сои по некоторым хозяйственно ценным признакам / Н.В. Мудрик, Л.А. Дега, Е.С. Бутовец // Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур: ХIII Всерос. науч.-практич. конф. ( февраль 2009г.) : сб.ст. – Пенза: РИО ПГСХА, 2009. – С. 82-85.

5. Бутовец, Е.С. Селекция сои для условий юга Дальнего Востока / Е.С. Бутовец, Н.В. Мудрик,  Л.А. Дега // Ботанические сады в XXI веке: сохранение  биоразнообразия, стратегия развития и инновационные решения: материалы Междунар. науч.-практич. конф. (Белгород, 18-21 мая 2009г. )– Белгород: ИЦП «Политерра», 2009. – С. 187-189.

6. Бутовец, Е.С. Современные сорта сои для условий Приморья // Актуальные вопросы развития аграрной науки в Дальневосточном регионе : сб. науч. тр. / РАСХН, Дальневост. науч.-метод. центр, Примор. НИИСХ. – Владивосток: Дальнаука, 2009. – С. 157-161.

7. Бутовец, Е.С. Оценка селекционного материала сои методом скользящей средней / Е.С. Бутовец, Н.В. Мудрик // Актуальные вопросы развития аграрной науки в Дальневосточном регионе : сб. науч. тр. / РАСХН, Дальневост. науч.-метод. центр, Примор. НИИСХ. – Владивосток: Дальнаука, 2009. – С. 178-181.

8. Бутовец, Е.С. Ускорение селекционного процесса сои с использованием методов биологической статистики // Молодые ученые – агропромышленному комплексу Дальнего Востока: материалы межвуз. науч.-практич. конф. аспирантов, молодых ученых и специалистов (30-31 окт. 2008 г.) / МСХ РФ, Междунар. организ. «Агрообразование», ПГСХА. – Уссурийск, 2009. – Вып.9. – С. 13-18.

9. Дега, Л.А. Результаты изучения геноресурсов сои с целью выделения источников устойчивости к грибным заболеваниям в условиях муссонного климата Приморья / Л.А. Дега, Е.С. Бутовец // Биоразнообразие и интродукция растений: материалы Междунар. науч. конф., посвящ. 75-летию Центрального Ботанического Сада НАН Азербайджана, Баку, 23-24 сент. 2009г. I часть. – Баку, 2009. – С. 77-79.

10. Бутовец, Е.С. Изучение и использование лучших сортов сои из различных регионов её возделывания в селекции Приморского НИИСХ // Растения в муссонном климате: материалы V науч. конф. (Владивосток, 20-23 окт. 2009г.) / РАН, ДВО, Ботанич. Сад-институт. – Владивосток: Дальнаука, 2009. – С. 313.

11. Бутовец, Е.С. Использование нового перспективного сорта сои Приморская 4 // Агротехнические и биологические исследования в сельскохозяйственном производстве Дальнего Востока : материалы науч.-практич. конф. молодых ученых (24-25 июня 2010г.) / Россельхозакадемия, ДВ РНЦ, ДальНИИМЭСХ. – Благовещенск, 2010. – С. 190-193.

12. Мудрик, Н.В. Использование метода многокритериальной оценки сортов сои для экологического испытания / Н.В. Мудрик, Е.С. Бутовец // Дальневосточ. аграр. вестн. – Благовещенск: ДальГАУ, 2011. – Вып. 1(17). – С. 5-8.

13. Дега, Л.А. Выделение источников устойчивости сои к грибным заболеваниям в условиях муссонного климата Приморья / Л.А. Дега, Е.С. Бутовец //  Дальневосточ. аграр. вестн. – Благовещенск: ДальГАУ, 2011. – Вып. 1(17). – С. 8-12.

14. Влияние условий возделывания на биохимические показатели сортов сои различного происхождения / Н.В. Мудрик, Е.С. Бутовец, О.И. Хасбиуллина, Г.П. Ефимова // Инновационная деятельность аграрной науки в Дальневосточном регионе: сб. науч. тр. / Россельхозакадемия, ДВ РНЦ, ПримНИИСХ. – Владивосток: Дальнаука, 2011. – С. 224-229.

Лицензия № 020572 от 16.09.1997 г.

_________________________________________________________________________________________

Подписано в печать 17.03.2012 г.

Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Печать RISOGRAPH TR 1510. Уч.-изд. л. 1.

Тираж 100 экз. Заказ № 333.

________________________________________________________________________________________________________________________

Изд-во АГАУ




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.