Varijacija komponenti uroda krušne pšenice u stresnim uvjetima uzgoja na alkaliziranom tlu

Transcription

1 IZVORNI ZNANSTVENI RAD Varijacija komponenti uroda krušne pšenice u stresnim uvjetima uzgoja na alkaliziranom tlu Sofija Petroviš, Miodrag Dimitrijeviš, Borislav Banjac, Milivoj Beliš, Mirjana Vukosavljev Poljoprivredni fakultet, Univerzitet u Novom Sadu, Trg Dositeja Obradovića 8, Novi Sad, Srbija. (sonjap@polj.uns.ac.rs) Saţetak U radu su prikazani rezultati pokusa sa 11 sorti pšenice uzgojenih u stresnim uvjetima, na lokalitetu u Banatu, na tlu tipa solonjec, na kontrolnoj varijanti i sa mjerama popravke tla uz primjenu fosforgipsa. Ispitana je fenotipska varijabilnost i interakcija genotip okolina za broj i masu zrna po klasu, uz primjenu AMMI modela, u tri vegetacijska razdoblja. Analiza dobivenih rezultata pokazuje da su ispitane sorte razliţito reagirale na vanjske, stresne uvjete i na meliorativne mjere. Na osnovi rezultata AMMI analize je uoţena znaţajnost PCA osi. Kljuţne rijeţi: pšenica, broj zrna po klasu, masa zrna po klasu, AMMI, solonjec. Uvod Tokom XX stolješa, stalnom intenziviranju poljoprivredne proizvodnje, uz primjenu visokih koliţina kemijskih sredstava, dolazi do degradiranja obradivih površina, zagaťenja ţovjekovog okoliša i znaţajnih klimatskih promjena. Posljedica su stresni uvjeti uzgoja u biljnoj proizvodnji, kao što su suša, saliniziranje tla, ekstremne temperature i sl. Pšenica je kultura koja ima veliki ekonomski znaţaj i traţi povoljne uvjete tla u pogledu plodnosti i fiziţkih osobina, te kemijske reakcije. U Vojvodini pored plodnog ţernozema, nalazi se i niskoproduktivno tlo tipa solonjec. Koristi se vešinom kao prirodni pašnjak. PrevoŤenje solonjeca u fond obradivih površina je moguš uz primjenu meliorativnih mjera meťu kojima su: primjena kemijskog meliorativnog sredstva, rastresanje Bt horizonta, postavljanje drenaţe i otvorene kanalske mreţe, gnojidba organskim i mineralnim gnojivima (Beliš i sur., 2006). Ponašanje genotipa u razliţitim okolinskim uvjetima uvjetovano je njegovom genetskom osnovom i interakcijom sa okolinom. U suvremenom oplemenjivanju pšenice ovi izvori varijacije pomaţu u odabiru podruţja uzgoja u kojima bi neki genotip mogao dati svoj maksimum, kao i za selekciju genotipova koji bi najbolje odgovarali ekološkim, agrotehniţkim i ekonomskim zahtjevima nekih podruţja (Dimitrijeviš i Petroviš, 2005; Sabaghnia et al., 2008). Cilj rada je bio AMMI modelom ispitati variranje broja i mase zrna po klasu genotipova pšenice i da prouţiti utjecaj interakcije genotipa i okoline na alkaliziranom tlu tipa solonjec. Materijal i metode Za pokus je odabrano 10 sorti krušne pšenice (Triticum aestivum ssp. vulgare L., 6x=42 ), Instituta za ratarstvo i povrtarstvo iz Novog Sada: Renesansa, Pobeda, Evropa 90, NSR-5, Dragana, Ljiljana, Rapsodija, Simonida Cipovka, Nevesinjka i jedna sorta tetraploidne pšenice Durumko (T. durum L., 4x=28). Pokus je postavljen na lokalitetu Kumane, u Banatu ( o s.g.š. i o i.g.d.), na solonjecu. To je tip tla sa nepovoljnim kemijskim i fiziţkim svojstvima, visokim sadrţajem gline i prisustvom adsorbiranog natrija u Bt horizontu, što uzrokuje peptizaciju koloida i izrazito alkalnu reakciju. Na 475

2 Genetics, Plant Breeding and Seed Production lokalitetu Kumane ph=9,86. Vodopropusnost je smanjena, a prodiranje vode u dublje horizonte je moguša samo kroz pukotine u sušnom razdoblju (Ţivkoviš i sur., 1972). Pokus je postavljen po sluţajnom blok sustavu u vegetacijskim godinama 2004./05., 2005./06., 2006./07., u tri ponavljanja i tri tretmana. Tretmani su kontrola (prirodni pašnjak), i tlo uz primjenu meliorativnog sredstva - fosforgipsa u koliţini 25t/ha i 50 t/ha, gdje je uoţeno povešanje sadrţaja humusa u dubljim slojevima i promjena kemijske reakcije tla (smanjenje alkalnosti). Sorte su sijane u redove duljine 2m, sa meťurednim razmakom od 20cm i razmakom izmeťu biljaka u redu 10cm, gdje dodano uz sjetvu 50kg NPK15:15:15 gnojiva. Analiziran je broj i masa zrna po klasu. Interakcija genotip okolina je ispitana pomošu AMMI modela (Additive Main Effects and Multiplicative Interaction) prema Zobel i sur. (1988). Za obradu podataka korišten je program GenStat 8 th Edition (trial ver.), VSN International Ltd (www. vsn-intl.com). Rezultati i rasprava Broj zrna po klasu pripada svojstvima koja su direktno korelirana sa urodom zrna. Bokan i Maleševiš (2004) nalaze da se najveši urod zabiljeţen u godinama sa najvešim brojem zrna po klasu. Prosjeţne vrijednosti sorti po svim tretmanima su neznatno varirale i kretale su se oko zrna po klasu. Nešto manji prosjek je uoţen kod sorti Dragana, Simonida i Ljiljana. U dva od tri promatrana vegetacijska razdoblja melioracijske mjere znaţajno su utjecale na povešanje broja zrna po klasu. Izostanak razlika izmeťu tretmana u vegetacijskom razdoblju 2004./05., ukazuje da i uţinak godine utjeţe na fenotipsko variranje svojstva (tab. 1). Analiza varijance otkriva sloţenu prirodu GE interakcije, gdje su znaţajnim izdvojena tri izvora variranja. Prvi varijacijski izvor, kvantificiran na IPCA1 osi iznosio je oko 36% udjela u sumi kvadrata GE interakcije, dok su ostale dvije osi, iznosila je oko 27% IPCA2, te 19% za os IPCA3 (tab. 2). Tablica 1. Srednje vrijednosti broja zrna po klasu 11 sorti pšenice u 9 agroekoloških okolina. Dane su srednje genotipske i ekološke vrijednosti, varijanca (σ 2 ), te prva os varijacije (IPCA1) Okolina Genotip 05-K K K x PCAg1 50 * Renesansa ,740 Pobeda ,686 Evropa ,142 NSR ,358 Dragana ,064 Ljilljana ,835 Rapsodija ,243 Simonida ,867 Cipovka ,599 Nevesinjka ,837 Durumko ,573 x ζ 2 41,20 34,94 46,90 58,15 31,47 34,78 37,87 34,53 44,04 IPCAe1 2,030 2,537 0,499-3,154-0,462-0,453-1,447 0,195 0,256 * Oznake agroekoloških okolina, gdje prvi broj oznaţava ţetvenu godinu, LSD 0.05 =3.254 LSD 0.01 =4.250 a druga oznaka kontrolu (K), te tretmane 25t/ha i 50t/ha apliciranog fosforgipsa Razmještaj sorti u biplotu, ukazuje na izraţeniju multivarijatnu komponentu, te razmjerno manje izraţenu aditivnu komponentu variranja. Suprotno tome, grupiranje tretmana ukazuje na sloţene uvjete, gdje je varijacija pokusa uvjetovana udjelom aditivne i multivarijatne komponente. U 2004./05. i 2005./06. dobivene su opšenito više srednje th Croatian & 5 th International Symposium on Agriculture

3 vrijednosti promatranog svojstva, sa relativno povoljnim meteorolškim uvjetima, a 2006./07. je bila sušna, sa niskom vlagom i veoma visokim temperaturama. Prvi izvor variranja (IPCA1), iako u sebi sadrţava meteorološke uvjete, moţe se pripisati uvjetima tla. Pri tomu, najmanju interakcju genotip x okolina pokazale su sorte Evropa 90 i Dragana. Sorta Durumko je dobro reagirala u nepovoljnim uvjetima tla, kao i Nevesinjka, ali pri povoljnijim vremenskim uvjetima (sl. 1). Tablica 2. Analiza varijance broja zrna po klasu 11 sorti pšenice u 9 agroekoloških okolina Izvor Stupnjevi Sume Sredine F - tablica F Vrijednosti varijacije slobode kvadrata Kvadrata 0,05 0,01 Ukupno ,3 Tretman ,5 **9,28 1,00 1,00 Genotip ,1 **6,40 1,83 2,32 Eko-sredina ,7 **65,77 1,94 2,41 Blok ,70 1,28 1,57 1,87 GE interakcija ,4 **2,17 1,00 1,00 IPCA ,4 **3,65 1,57 1,87 IPCA ,4 **3,08 1,75 2,18 IPCA ,80 **2,53 1,75 2,18 Ostatak ,60 0,93 1,46 1,69 Pogreška ,4 Masa zrna po klasu se kao i broj zrna po klasu, moţe ubrojiti u neizravne indikatore uroda zrna (Novoseloviš, 1997; Asfaq et al., 2003; Kneţeviš i sur., 2008). Masu i broj zrna po klasu Kobiljski i sur. (1998) ubrajaju u selekcijske kriterije u oplemenjivanju pšenice. Promatrajuši rezultate, uoţava se veša osjetljivost ovoga svojstva na meteorološke uvjete, jer je ukupni prosjek bio najniţi u kontrolnim uvjetima (solonjec bez meliorativnih mjera) tijekom sušne vegetacijske 2006/07. godine (tab. 4). Tablica 3. Srednje vrijednosti mase zrna/klasu (g) 11 sorti pšenice u 9 agroekoloških okolina. Dane su srednje genotipske i ekološke vrijednosti, varijanca (σ 2 ), te prva os varijacije (IPCA1) Okolina Genotip 05-K K K x PCAg1 Renesansa 1,46 1,39 1,56 0,39 1,37 1,33 0,47 1,05 0,57 1,07 0,050 Pobeda 1,35 1,32 1,34 0,68 1,22 1,54 0,32 0,93 0,75 1,05-0,105 Evropa 90 1,31 1,50 1,33 1,19 1,53 1,25 0,42 0,97 0,96 1,16-0,183 NSR-5 1,39 1,26 1,24 1,26 1,50 1,19 0,49 0,82 0,87 1,11-0,232 Dragana 1,37 1,26 1,02 0,81 1,60 1,25 0,29 0,83 0,36 0,98-0,575 Ljilljana 1,18 1,15 1,60 0,96 1,20 1,25 0,54 0,79 0,57 1,03 0,085 Rapsodija 1,63 1,21 1,47 0,79 1,51 1,40 0,41 0,81 0,79 1,11-0,206 Simonida 1,09 1,27 1,28 0,65 1,20 1,23 0,36 0,93 0,79 0,98 0,049 Cipovka 1,42 1,37 1,57 0,89 1,48 1,12 0,68 0,89 0,86 1,14 0,049 Nevesinjka 1,44 1,56 1,43 0,69 1,07 1,08 0,31 1,07 1,32 1,11 0,290 Durumko 1,20 1,05 1,99 0,93 1,05 1,16 0,96 1,22 1,16 1,19 0,778 x 1,35 1,30 1,44 0,84 1,34 1,25 0,48 0,94 0,82 1,08 ζ 2 0,090 0,053 0,124 0,084 0,063 0,059 0,075 0,072 0,950 IPCAe1-0,263-0,192 0,544-0,193-0,571-0,284 0,315 0,214 0,431 LSD 0.05 =0.155 LSD 0.01 =0.202 Povoljnija 2004./05.godina odrazila se na minimiziranje razlika izmeťu prosjeka po tretmanima. U 2005/06. koja se odlikovala povešanim oborinama u oţujku i travnju, s manje oborina u svibnju uz temperature na razini višegodišnjih prosjeka, pa zahlaťenjem i jaţim oborinama u lipnju utjecale su da je uţinak meliorativnih mjera u ovom vegetacijskom periodu bili najoţitiji (tab. 3). Analiza varijance je ukazala na znaţajnost 477

4 Genetics, Plant Breeding and Seed Production GE interakcije što ukazuje na prisutnost unakrsne interakcije, na koju su utjecala dva znaţajna izvora variranja kvantificirana prvom i drugom osi (IPCA1 i IPCA2). Prvi izvor variranja je imao udio od oko 44%, a drugi oko 21% u sumi kvadrata GE interakcije (tab. 4). Raspored sorti ukazuje na multivarijatni utjecaj na variranje svojstva, dok je aditivni znatno reduciran. Utjecaj tretmana je manje uoţljiv, zbog sloţenije prirode interakcija, te se moţe primjetiti da vremenski uvjeti korigiraju uţinak tretmana i utjeţu na reakciju sorti obzirom na meliorativne mjere. U uvjetima pokusa sorte Simonida, Cipovka i Ljiljana su pokazale stabilnu reakciju (sl. 1). Tablica 4. Analiza varijance mase zrna po klasu (g) 11 sorti pšenice u 9 agroekoloških okolina Izvor varijacije Stupnjevi slobode Sume kvadrata Sredine kvadrata F vrijednosti F - tablica 0,05 0,01 Ukupno ,82 0,1717 Tretman 98 38,68 0,3947 **6,57 1,00 1,00 Genotip 10 1,39 0,1385 *2,30 1,83 2,32 Eko-sredina 8 27,96 3,4944 **47,99 1,94 2,41 Blok 18 1,31 0,0728 1,21 1,57 1,87 GE interakcija 80 9,34 0,1168 **1,94 1,00 1,00 IPCA1 17 4,15 0,2441 **4,06 1,57 1,87 IPCA2 15 1,95 0,1303 *2,17 1,75 2,18 Ostatak 48 3,24 0,0675 1,12 1,35 1,52 Pogreška ,82 0,0601 Slika 1. Biplot broja i mase zrna po klasu 11 sorti pšenice u 9 agroekoloških okolina Zakljuĉak U pokusu je utvrťeno sloţeno variranje GE interakcije, ovisno o uvjetima. Stabilnim su se pokazale sorte Evropa 90 i Dragana za broj zrna po klasu, te Simonida, Cipovka i Ljiljana za masu zrna po klasu. Sorte Durumko i Nevesinjka su dobro reagirale na najnepovoljnije uvjete na kontroli. Vešina sorti je reagirala na melioracijske mjere, posebno u povoljnijim godinama th Croatian & 5 th International Symposium on Agriculture

5 Literatura Asfaq, M., Salam Khan, A., and Ali, Z. (2003). Association of Morphological Traits with Grain Yield in Wheat (Triticum aestivum L.). Int. J. Agri. Biol., 5(3), Beliš, M., Nešiš, Ljiljana, Dimitrijeviš, M., Petroviš, Sofija, Pejiš, B. (2006). Uticaj promena vodno fiziţkih svojstava solonjeca primenom fosforgipsa na prinos i komponente prinosa pšenice. Monografija "Prirodne mineralne sirovine i mogušnosti njihove upotrebe u poljoprivrednoj proizvodnji i prehrambenoj industriji". Nakladnik: Savez poljoprivrednih inţenjera i tehniţara Srbije, Beograd, Bokan, N., Malesevic, M. (2004). The planting density effect on wheat yield structure. Acta Agriculturae Serbica, Vol. IX, 18 (2004) Dimitrijeviš, M., Petroviš, Sofija (2005). Genetika populacije- Adaptabilnost i stabilnost genotipa. Udţbenik. Poljoprivredni fakultet, Novi Sad, Kneţeviš, D., Zeţeviš, Veselinka, Đukiš, Nevena, Dodig, D. (2008). Genetic and Fenotypic Variability of Grain Mass per Spike of Winter Wheat Genotypes (Triticum aestivum L.). Kragujevac J. Sci., 30, Kobiljski, B., Denţiš, S. i Mihaljev, I. (1998). Varijabilnost i stabilnost broja i teţine zrna po klasu kao kriterijum u oplemenjivanju pšenice. Genetika, 30(2), Novoseloviš, D. (1997). Promjene u strukturi uroda zrna ozime pšenice u Republici Hrvatskoj Magistarski rad.agronomski fakultet, Zagreb. Sabaghnia, N., Sabaghpour, S.H. and Dehghani, H. (2008). The use of an AMMI model and its parameters to analyse yield stability in multi-environment trials. Jour. of Agric. Sci., 146, Zobel, R.W., Wright, M.J., Gauch, H.G. (1988). Statistical analysis of yield trial. Agron. Jour., 80, Ţivkoviš, B., Nejgebauer, V., Tanasijeviš, Đ., Miljkoviš, N., Stojkoviš, L., Drezgiš, P. (1972). Zemljišta Vojvodine. Institut za poljoprivredna istraţivanja, Novi Sad, Bread wheat yield components variation in stress alkaline soil growth conditions Abstract Trial results of grain number and weight per spike of 11 wheat varieties grown on stress conditions of solonetz soil in tree extreme years from humidity to drought are given. GE interaction was quantified as stability measure using AMMI. The varieties differed in reaction to environmental conditions. The effect of ameliorative measures, phosphor gypsum application, varied depending on meteorological conditions. Key words: wheat, grain number per spike, grain weight per spike, AMMI, solonetz 479