СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ РАСТЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК A01H1/04 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в селекции, семеноводстве и исследовательской работе с зерновыми культурами.

Известен способ оценки конкурентоспособности сортов путем высева смеси их семян в равном количестве с последующим пересевом в течение 2 3 лет, используя каждый раз семена предыдущего урожая без нарушения сложившегося соотношения компонентов смесей. Конкурентоспособность сорта определяется относительным /% / содержанием его продуктивных стеблей в смесях после 2 3 лет пересева [1]
Известен также способ определения конкурентоспособности сортов (генотипов), смеси которых изучаются в опыте с повторностями в течение не менее 2-х поколений. При пересеве используют семена предыдущего урожая со сложившимся соотношением компонентов. Конкурентоспособность какого-либо сорта или генотипа (i) определяется соотношением его частот (f)/ в смежных поколениях (m, m+1): и может быть как больше, так и меньше единицы. Экспериментальные данные подвергаются статистической обработкой [2]
Однако применение этого способа весьма ограничено. Он не имеет применения для перекрестноопыляющихся культур, при отсутствии четких морфологических различий меж конкурирующими компонентами и для форм с неустойчивыми морфологическими признаками и биологическими особенностями.

Целью изобретения является ускорение способа и повышение его разрешающей способности, обеспечивающей возможность применения для большего числа растительных форм, включающих перекрестноопыляющиеся культуры, сорта (генотипы), не имеющие контрастных морфологических отличий, и формы с неустойчивыми морфологическими особенностями.

Поставленная цель достигается посевом на делянках опыта изучаемых форм, не имеющих контрастных морфологических отличий, и форм с неустойчивыми морфологическими признаками с фиксацией мест посева семян каждого компонента. После осуществляют по заранее разработанной схеме размещения компонентов ручными сажалками, сажалками с кассетой РСС-I, селекционной сеялкой ССК-I, либо с помощью маркерной или сажальной доски. Посев форм с контрастными морфологическими отличиями проводят аналогично или поштучной смесью семян в планируемом соотношении компонентов без фиксации мест посева с обязательным высевом всего количества подготовленных для делянки семян. Частота конкурирующих компонентов может быть одинаковой для всех форм, соответствовать пропорциям их естественного соотношения в исходной популяции, либо с преобладанием одного из них (сильного конкурента) для повышения интенсивности конкурентных взаимоотношений. В фазу полной спелости растений учитывают урожай семян (шт. ) каждого компонента. Если конкурирующие формы не имеют четких морфологических отличий, их находят по схеме размещения на делянке. По данным учета вычисляют репродукционную ценность изучаемых форм (W_i) отношением урожая семян (шт.) данной формы (R_i) к числу наблюдений (n_i, шт. высеянных семян):

Среднюю репродукционную ценность () получают отношением общего урожая семян ()к общему числу наблюдений

Репродукционная ценность выражает способность особей сорта, генотипа, биотипа и иных совокупностей растений в конкретных условиях среды продуцировать и оставлять определенное количество потомков.

Конкурентоспособность () изучаемых форм (i) определяют отношением репродукционной ценности особей данной формы (W_i) к средней репродукционной ценности особей в комплексе .

Она может быть как больше, так и меньше единицы. Величины менее единицы характеризуют слабые, а более единицы сильные конкуренты. Конкурентоспособность, определенная предлагаемым способом, по смыслу и величине идентична исчисляемой известным способом. Она выражает оценку эффективности функционирования особей сорта, генотипа или иной совокупности растений в конкретной конкурирующей системе, условиях среды и плотности.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что конкурентоспособность сорта, генотипа или иной группы растений определяют в течение одного поколения отношением репродукционной ценности особей данного компонента к средней репродукционной ценности особей в комплексе. При этом для нахождения форм, не имеющих контрастных морфологических отличий, сев ведут с фиксацией мест посева семян каждой из конкурирующих форм.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, не выявлены в других решениях при изучении данной и смежной областей народного хозяйства, что и обеспечивает заявляемому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".

Использование заявляемого способа определения конкурентоспособности сортов, генотипов, биотипов и иных совокупностей растений реализуют следующим образом.

Составляют схему размещения на опытной делянке конкурирующих форм - подобранных для изучения сортов, генотипов или иных совокупностей растений, не имеющих контрастных морфологических отличий. В зависимости от конкретных задач исследования частота конкурирующих компонентов может быть одинаковой для всех форм, соответствовать пропорциям их естественного соотношения в исходной популяции, либо с преобладанием одного из них (сильного конкурента) для повышения интенсивности конкурентных взаимоотношений. Закладку опыта с повторностями проводят в оптимальные сроки. Посев осуществляют ручными сажалками, с кассетой РСС-I, селекционной сеялкой ССК-I, либо с помощью маркерной или сажальной доски с фиксацией мест посева семян каждого компонента по разработанной схеме. При подборе конкурирующих компонентов с контрастными морфологическими признаками их посев осуществляют аналогично, либо смесью семян в планируемом соотношении форм без фиксации мест посева и с обязательным высевом всего количества подготовленных для делянки семян. Агрофон общепринятый для культуры.

В фазу полной спелости растений учитывают урожай семян (шт.) каждого компонента. Растения с краевым эффектом не учитывают. Если конкурирующие формы не имеют четких морфологических различий, их находят по схеме размещения на делянке. По опытным данным в каждом повторении вычисляют репродукционную ценность изучаемых форм (W_i) отношением урожая семян (шт.) данной формы (R_i) к числу наблюдений (n_i, шт. особей формы, высеянных семян): W_i=R_i/n_i. Среднюю репродукционную ценность () получают отношением общего урожая семян () к общему числу наблюдений (N=n_i+n_j+.n_z): . Конкурентоспособность () изучаемых форм (i) по повторениям определяют отношением репродукционной ценности особей данной формы к средней репродукционной ценности: Данные подвергают статистической обработке, по результатам которой судят о существенности различий.

Пример конкретной реализации.

Заявляемый способ был осуществлен при проведении полевого опыта по изучению конкурентоспособности гороха Уладовский юбилейный по фракциям семян разных размеров. Семена для вариантов опыта готовили калиброванием сортированного семенного материала данного сорта на решетах с круглыми отверстиями.

Опыт закладывали ручной 20-ти сошниковой сажалкой с фиксацией мест посева семян каждого компонента по схеме, представленной на табл.6. Повторность пятикратная. Общая площадь делянки 2,1, учетная 1,2 м². Число высеянных на делянке семян по вариантам 1.3-20, а по варианту 4-100 шт. Норма высева 133 семени на кв.м. Агрофон обычный для гороха.

Доверительные интервалы для средних значений конкурентоспособности изученных групп особей гороха Уладовский юбилейный. При n-1=5-1=4 степенях свободы теоретическое значение
t 0,05= 2,78.

Вывод. Доверительные интервалы значений конкурентоспособности по вариантам опыта не перекрывают друг друга, что указывает на существенность (при уровне 0,05) различий этого показателя по изученным компонентам конкурирующей системы. Полученные экспериментальные данные констатируют, что группы особей вариантов 1-3 являются слабыми конкурентами, им свойственна низкая конкурентоспособность, вклад их в воспроизводство новых поколений (урожая) относительно невелик. Совокупность особей варианта N 4 обладает высокой конкурентной способностью, характеризуется как сильный конкурент. Особи этого компонента функционируют с наибольшей эффективностью, внося преобладающий вклад в создание следующих поколений. Результаты исследований позволяют сделать заключение, что из изученных семенных фракций гороха Уладовский юбилейный преимуществом по урожайным свойствам обладают семена варианта N 4.

Результаты опыта демонстрируют таблицы 1 6, где представлены значения конкурентоспособности и их доверительные интервалы (при уровне значимости 0,05) по вариантам опыта.

Использование заявляемого способа определения конкурентоспособности, имеющего более высокую разрешающую способность в сравнении с известным обеспечивает возможность его применения для большего числа растительных форм, включающих перекрестно-опыляющиеся культуры, сорта, генотипы и биотипы, не имеющие контрастных морфологических отличий, и формы с неустойчивыми морфобиологическими особенностями.

Сокращая срок определения конкурентоспособности с 2-3 лет до одного года, заявляемый способ в 2-3 раза ускоряет подбор сорта-эталона с высокой конкурентной способностью, позволяет в более сжатые сроки провести оценку и отбор ценных генотипов на фоне конкурентных взаимоотношений и, тем самым, способствует повышению эффективности селекционного процесса.

В применении к семеноводческой работе предлагаемый способ позволяет объективно оценить репродуктивные достоинства семян по группам их внутрисортовой разнокачественности и формировать на этой основе партии высокоурожайного посевного материала. Получить аналогичную оценку достоинств разнокачественных семян при изучении их в чистоте в сравнительном полевом опыте не представляется возможным, т.к. при этом исключается проявление эффектов конкурентных взаимоотношений разнокачественных особей, а это существенно изменяет результаты исследований.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1165315, кл. A 01 H 1/04, 1985 (бюл. N 25).

2. Дишлер В.я. Метод эволюционной селекции растений. Теория отбора в популяциях растений. Новосибирск, Наука, 1976, с. 172-177 (прототип).

Использование: изобретение может быть использовано в селекции, семеноводстве и исследовательской работе с зерновыми культурами. Сущность: осуществляют посев форм, не имеющих контрастных морфологических отличий, и форм с неустойчивыми морфологическими признаками, проводят фиксацию мест посева семян каждой формы на делянке. Посев форм с контрастными морфологическими различиями осуществляют аналогично либо поштучной смесью их семян в планируемом соотношении с обязательным высевом всех подготовленных для делянки семян. Определяют в течение одного поколения растений репродукционную ценность особей изучаемых форм (W_i) и среднюю репродукционную ценность особей смеси (), а конкурентоспособность конкретной формы растений ()рассчитывают по формуле , при этом величина менее единицы характеризуют слабую, а более единицы - сильную конкурентоспособность. 1 ил., 5 табл.

Способ определения конкурентоспособности растений, включающий подбор растительных форм и испытание их в опыте при смешанном посеве, отличающийся тем, что посев форм, не имеющих контрастных морфологических отличий, и форм с неустойчивыми морфологическими признаками проводят с фиксацией мест посева семян каждой формы на делянке, а посев форм с контрастными морфологическими различиями осуществляют аналогично либо поштучной смесью их семян в планируемом соотношении с обязательным высевом всех подготовленных для делянки семян, в течение одного поколения растений определяют репродукционную ценность особей изучаемых форм W_i и среднюю репродукционную ценность особей смеси а конкурентноспособность конкретной формы растений рассчитывают по формуле

при этом величины менее единицы характеризуют слабую, а более единицы - сильную конкурентоспособность.