Кластерний аналіз зразків ярих зернових культур (овес, ярий ячмінь) за ознакою «врожайність зерна»

Анотація

Дослідження проводили у 2016–2018 рр. на полях лабораторії селекції зернових і кормових культур Інституту сільського господарства Карпатського регіону НААН. Предметом досліджень були 7 селекційних ліній ярого ячменю та стандартні сорти Командор і Княжий і 9 селекційних ліній вівса з голозерним і плівчастим зерном та стандартні сорти Закат, Артур.

Метою нашої роботи було визначення параметрів екологічної адаптивності генотипів ярих зернових культур (овес, ячмінь ярий) за кількісною ознакою «врожайність зерна» та проведення кластерного розподілу генотипів за комплексом показників, які визначають адаптивні та продуктивні особливості.

За кількісними ознаками врожайності визначали показники гомеостатичності й селекційної цінності, використовуючи методику В. В. Хангільдіна, за такими формулами:

Hom₁ = X₂ / σ; Hom₂ = X₂ / σ (X_opt − X_lim);

Sc = X (X_lim / X_opt),

де Hom₁ і Hom₂ – показники гомеостатичності; X, X_opt, X_lim – відповідно, усереднена за генотипом середня арифметична, оптимальна та лімітована величини ознаки; σ – середньоквадратичне відхилення; Sc – показник селекційної цінності. За X_lim прийнято найменше значення ознаки в роки досліджень, а за X_opt – найвище.

Проводили визначення параметрів екологічної адаптивності генотипів вівса за кількісною ознакою «врожайність зерна», пластичності (b_i) і стабільності (S_i²) – за S. A. Eberhart i W. A. Russel, ефекту генотипу, що являє собою різницю між середнім показником кількісної ознаки за набором генотипів і відповідним значенням конкретного генотипу, – за методикою Ю. В. Гудзя та Ю. А. Лавриненка.

Визначали ефект генотипу (різниця між середнім показником кількісної ознаки за набором генотипів і відповідним значенням конкретного генотипу), рівень стійкості до стресу (різниця між мінімальною і максимальною врожайністю), генетичну гнучкість, яка показує ступінь відповідності між генотипом і різними факторами зовнішнього середовища (сума мінімальної та максимальної врожайності, розділена на два). Статистичний аналіз даних урожайності провели дисперсійним методом за Б. А. Доспєховим і в програмі «Microsoft Excel». Кластерний аналіз для групування зразків за показниками екологічної адаптивності врожайності зерна здійснювали з використанням евклідових відстаней в програмі «Statistica 10».

Високою гомеостатичністю показника врожайності ярого ячменю вирізнялися стандартні сорти Княжий (Hom₁ = 260,73; Hom₂ = 2370,29) і Командор (Hom₁ = 86,64; Hom₂ = 279,47). Їм поступався тільки селекційний номер 703-1-10 Командор (Hom₁ = 66,39; Hom₂ = 184,42). У цих генотипів ярого ячменю була також висока селекційна цінність (Sc) ознаки врожайності від 3,27 у 703-1-10 до 3,68 у сорту Княжий. Високою селекційною цінністю також відзначена селекційна лінія 702-1-12 (3,59 т/га).

Кластерний аналіз за даними екологічної пластичності ознаки «врожайність зерна» ячменю ярого дає змогу зробити висновок про реакцію на зміни умов вирощування сортів Командор, Княжий і селекційних ліній 699-2-18, 545-5-9, 703-1-10, 703-1-10, 700-3-17 і 702-1-12. Найбільшу генетичну дивергенцію за згаданою ознакою виявили зразки 538-2-6 та 409-1-4.

Аналіз урожайності генотипів вівса засвідчив, що в середньому за три роки найвищу середню продуктивність продемонстрували селекційні лінії 369-6-3, 279-1-3 і 359-1-1 – відповідно, 4,08; 4,02 і 4,00 т/га.

При вирощуванні в оптимальних умовах найбільш продуктивні селекційні лінії вівса також були кращими за врожайністю – від 4,50 у 396-6-3 до 4,60 т/га у 279-1-3. За несприятливих умов (X_lim) лише селекційна лінія 359-1-1 виділялася порівняно вищою продуктивністю (3,67 т/га), а кращими за врожайністю були 400-2-10 (3,64 т/га) і 112-196 (3,57 т/га). Голозерні генотипи вівса 407-1 (Крепыш / AC Belmont) і 405-1-5 (AC Belmont / Крепыш) із середнім врожаєм зерна, відповідно, 2,72 і 3,13 т/га відставали від плівчастих селекційних ліній і стандартних сортів.