UNIWERSYTET PRZYRODNICZY WE WROCŁAWIU KATEDRA GENETYKI, HODOWLI ROŚLIN I NASIENNICTWA GWIDON TRATWAL STABILNOŚĆ PLONOWANIA ODMIAN PSZENICY OZIMEJ W DOŚWIADCZENIACH POREJESTROWYCH Praca doktorska wykonana w Katedrze Genetyki, Hodowli Roślin i Nasiennictwa Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu pod kierunkiem dr hab. Henryka Bujaka prof. nadzw. WROCŁAW 2011
Szczególne podziękowania składam mojemu promotorowi Panu Prof. dr hab. Henrykowi Bujakowi za cenną pomoc, życzliwe rady, uwagi i wskazówki udzielane na wszystkich etapach przygotowania niniejszej rozprawy. Panu Prof. dr hab. Edwardowi Gackowi Dyrektorowi Centralnego Ośrodka Badania Odmian Roślin Uprawnych składam serdeczne podziękowania za udostępnienie wyników Perejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego w niniejszej pracy. Dziękuję serdecznie również mojej rodzinie za cierpliwość i wsparcie. Praca została wykonana na podstawie wyników PDO koordynowanego przez COBORU.
Spis Treści 1. WSTĘP I CEL BADAŃ.... 5 2. PRZEGLĄD LITERATURY........ 9 3. MATERIAŁ I METODY..... 20 3.1. Materiał badawczy.... 20 3.1.1. Charakterystyka odmian.... 20 3.2. Metody badań... 26 3.2.1. Warunki doświadczalne.. 26 3.2.2. Charakterystyka punktów doświadczalnych... 26 3.2.3. Obserwacje i pomiary w doświadczeniach... 28 3.2.4. Statystyczne opracowanie wyników... 29 3.3. Warunki meteorologiczne..... 33 4. WYNIKI BADAŃ.... 39 4.1. Ocena plonowania odmian pszenicy ozimej oraz wybranych cech użytkowych i bonitacyjnych... 39 4.1.1. Plon.... 39 4.1.2. Masa tysiąca ziaren.. 43 4.1.3. Wysokość roślin.... 47 4.1.4. Termin kłoszenia...... 48 4.1.5. Wyleganie w fazie dojrzałości mlecznej. 49 4.1.6. Wyleganie przed zbiorem 50 4.1.7. Mączniak prawdziwy zbóż...... 51 (Blumeria graminis f. sp. tritici) 4.1.8. Rdza brunatna pszenicy...52 (Puccinia recondita f. sp. tritici) 4.2. Ocena efektów głównych oraz ich interakcji z latami, miejscowościami i środowiskami..53 4.2.1. Plon.... 53 4.2.2. Masa tysiąca ziaren.. 54-3 -
4.2.3. Wysokość roślin.... 55 4.3. Analiza struktury interakcji genotypowo - środowiskowej..... 57 4.3.1. Plon.... 57 4.3.2. Masa tysiąca ziaren.. 58 4.3.3. Wysokość roślin.... 58 4.4. Reakcja odmian pszenicy ozimej na zróżnicowane warunki środowiskowe. 60 4.4.1. Plon....... 60 4.4.2. Masa tysiąca ziaren..... 62 4.4.3. Wysokość roślin..... 63 4.5. Stabilność plonowania odmian pszenicy ozimej...65 5. DYSKUSJA 67 6. WNIOSKI... 78 7. SPIS LITERATURY...... 80 8. TABELE...... 90 9. RYSUNKI.... 132-4 -
1. WSTĘP I CEL BADAŃ Najważniejszym i najczęściej uprawianym zbożem w Polsce jest pszenica zajmująca około 26% ogólnego areału zbóż, przy czym forma ozima jest znacznie chętniej uprawiana (rys. 1). Wg danych GUS pszenica jara, w latach 2008-2009, stanowiła mniej niż 15% pszenicy produkowanej w Polsce. Podstawową przyczyną tego stanu jest znacznie niższe plonowanie pszenicy jarej w porównaniu do formy ozimej oraz wprowadzenie do doboru i uprawy bardzo dobrych jakościowo i wysoko plonujących odmian pszenicy ozimej (Rothkaehl 2009). Pszenica jest zbożem strategicznym decydującym o bezpieczeństwie żywnościowym i zdrowotnym ludności. W Polsce 4 100 tys. ton ziarna pszenicy rocznie jest surowcem do wypieku chleba i konfekcji piekarniczej, a 3 270 tys. ton przeznacza się na pasze. Wielokierunkowość wykorzystania ziarna pszenicy powoduje konieczność hodowli i uprawy odmian dostarczających ziarno o zróżnicowanych walorach jakościowych. W Polsce prawie połowa produkowanego ziarna użytkowana jest do produkcji wielu asortymentów pieczywa, wyrobów ciastkarskich, makaronowych i innych produktów żywnościowych. Dla każdego z tych kierunków wykorzystania potrzebne są odmiany o odmiennych cechach jakościowych. W związku z powyższym hoduje i rejestruje się nadal nowe odmiany, których ziarno wykazuje cechy odpowiednie do danego kierunku wykorzystania i które są odpowiednie do uprawy w określonych warunkach klimatycznych danego kraju, bądź jego poszczególnych rejonów (Ignaczak 2000, Rothkaehl 2009). Pszenica zalicza się do zbóż o stosunkowo dużych wymaganiach środowiskowych. Cechuje się mniejszą mrozoodpornością niż żyto. Spośród wszystkich zbóż ozimych, jesienią zaawansowanie rozwoju pszenicy jest najsłabsze, przez co stosunkowo dobrze znosi długotrwałą pokrywę śnieżną. Dobrymi warunkami dla pszenicy ozimej jest układ pogodowy o dodatnich temperaturach w marcu i kwietniu umożliwiający wczesne ruszenie wegetacji i wydłużenie okresu rozwoju. Ważne jest, aby temperatury rosły powoli co sprzyja optymalnemu krzewieniu i zwiększeniu zarówno powierzchni asymilacyjnej, jak i masy korzeniowej. Pszenica ozima należy do roślin o największych wymaganiach odnośnie jakości siedliska i kultury rolnej. Zapewnienie dobrych warunków wzrostu w polu i właściwa architektura łanu, są gwarancją sukcesu w uprawie i pozwalają obniżyć koszty produkcji. Wymagania glebowe, jak i wymagania - 5 -
co do przedplonu pszenicy są również wyższe od innych zbóż (Ignaczak 2000, Gąsiorowski i in. 2004). Polska jest krajem w którym występuję duża zmienność warunków klimatycznoglebowych, co powoduje że jej obszar jest zróżnicowany pod względem możliwości uzyskania wysokiego plonu ziarna pszenicy. Rejon uprawy ma również duży wpływ na kształtowanie się cech jakościowych zbieranego ziarna. Dla potrzeb oceny odmian prowadzonej przez Centralny Ośrodek Badania Odmian Roślin Uprawnych (COBORU) wydzielono na obszarze Polski sześć rejonów klimatyczno-glebowych różniących się pod względem warunków: glebowych, długości lata (czynnik temperatury i nasłonecznienia), ilości opadów, wilgotności itp. Urzędowym wykazem odmian roślin rolniczych, w tym pszenicy, których materiał siewny może być wytwarzany i znajdować się w obrocie na terenie kraju i obszarze Unii Europejskiej (UE) jest Krajowy Rejestr (KR) prowadzony przez COBORU. Od czasu włączenia Polski do struktur UE, tj. od roku 2004, w obrocie handlowym może znajdować się materiał siewny odmian wpisanych do Wspólnotowego Katalogu Odmian Roślin Rolniczych (CCA). Do CCA są wpisywane wszystkie odmiany roślin rolniczych, w tym zbóż, zarejestrowane we wszystkich krajach członkowskich UE. W roku 2009 w Krajowym Rejestrze wpisane były 64 odmiany pszenicy ozimej, a w roku 2010 70 odmian. Z kolei na poziomie wspólnotowym w 2009 było wpisanych do katalogu wspólnotowego 1194 odmian pszenicy ozimej oraz 1340 odmian w roku 2010. Transformacja ustrojowa w kraju, w tym także przemiany organizacyjno - własnościowe w hodowli roślin i nasiennictwie oraz wejście Polski do Unii Europejskiej stworzyły pilną potrzebę zmian w doświadczalnictwie odmianowym polegających na stworzeniu systemu Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego (PDO) (Gacek 1998, Gacek i Behnke 1999). System ten wypełnił lukę informacyjną, jaka powstała w wyniku drastycznego ograniczenia doświadczalnictwa terenowego w naszym kraju i zmniejszenia ilości doświadczeń rejestrowych w COBORU pod koniec lat dziewięćdziesiątych ubiegłego stulecia. Badania odmianowe realizowane w ramach PDO są ukierunkowane bezpośrednio na potrzeby praktyki rolniczej. Na ich podstawie zapoczątkowano proces tworzenia list zalecanych do uprawy odmian na obszarze województw. Coroczne listy rekomendowane stanowią główne źródło informacji o przydatności gospodarczej odmian w poszczególnych rejonach kraju i są regulatorem ich dopływu do rolnictwa (www.coboru.pl). - 6 -
Wyniki wieloletnich i licznych doświadczeń odmianowych ze zbożami prowadzonych przez COBORU i inne jednostki w ramach PDO wskazują na występowanie istotnej reakcji na warunki środowiskowe na dużych obszarach kraju. Przyczyną tych reakcji są genetyczne właściwości odmian oraz zmienne układy warunków pogodowych i glebowych ( Drzazga i Krajewski 2003, 2006, Bujak i in. 2008a, 2008b, 2008c). Reakcje genotypu na warunki środowiska określa się pojęciem interakcji genotypowo-środowiskowej, która jest ważnym źródłem zmienności fenotypowej. Interakcje genotypowo-środowiskowe wywierają istotny wpływ na zmienność cech użytkowych oraz skuteczność selekcji. Współczesna hodowla dąży do uzyskania odmian o wysokim potencjale plonowania połączonym z szeroką adaptacyjnością środowiskową (Węgrzyn 1989). Obserwowana zmienna reakcja odmian na warunki glebowo-klimatyczne jest uzasadnieniem do zakładania doświadczeń odmianowych w wielu miejscowościach przez okres kilku lat w celu uzyskania oceny interakcji genotypowo-środowiskowej badanych genotypów oraz ich stabilności. Wyróżnia się dwa rodzaje stabilności. Pierwszy to stabilność typu biologicznego. który polega na utrzymywaniu się danej cechy, np. plonowania, na stałym, niezmiennym poziomie, niezależnie od warunków środowiska. Drugi rodzaj to stabilność rozumiana w aspekcie rolniczym. Jest ona istotna z punktu widzenia praktyki rolniczej daje oczekiwany wzrost plonu w miarę poprawy środowiska poprzez zabiegi agrotechniczne. Szeroki wachlarz odmian zalecanych do uprawy, różniących się wieloma cechami rolniczo-użytkowymi daje duże możliwości wyboru odmiany najbardziej przydatnej w określonym rejonie. Bardzo ważne dla praktyki rolniczej są badania nad rejonizacją odmian roślin uprawnych ze względu na istniejące zróżnicowane warunki glebowoklimatyczne w Polsce. Wybór najlepszych odmian na podstawie wyników doświadczeń z większego obszaru stanowi makrorejonizację, a określony rejon reprezentowany przez mniejsze środowisko (miejscowość) będzie określał mikrorejonizację. Uwzględnianie w doborze odmian do uprawy makro- i mikrorejonowej reakcji odmian pozwala uniknąć ryzyka znacznych strat w plonie, nawet do kilkudziesięciu procent. Do określenia stabilności odmian zaproponowano wiele metod parametrycznych i nieparametrycznych. Metody parametryczne wymagają zapewnienia niektórych statystycznych założeń takich jak np. rozkład normalny błędów i efektów interakcji GxE. Ponadto, dodatkowym minusem tych metod jest fakt, że trudno jest - 7 -
wykorzystywać je do analizy wielokrotnych doświadczeń przeprowadzanych w ramach Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego, gdzie corocznie występuje dość duża rotacja odmian. Metody parametryczne są czułe na takie zmiany oraz na wartości oddalone. Metody nieparametryczne oparte są na rangach genotypów w różnych środowiskach, dają wyniki łatwe do interpretacji, a dodanie czy wyłączenie kilku odmian z badań nie wpływa na wiarygodność wyników. Celem badań była: Ocena interakcji genotypowo-środowiskowej odmian pszenicy ozimej dla wybranych cech użytkowych i bonitacyjnych. Ocena efektów głównych oraz ich interakcji z latami, miejscowościami i środowiskami rozumianymi jako kombinacje lat i miejscowości. Analiza struktury interakcji genotypowo-środowiskowej. Ocena rolniczej stabilności plonowania odmian pszenicy ozimej. - 8 -
2. PRZEGLĄD LITERATURY Pszenica ozima i jara wykazują znaczną wrażliwość na czynniki środowiskowe i agrotechniczne (Podolska 1997, Foulkes i in. 1998, McGuire i in. 1998). Aby określić reakcje odmian na różne czynniki środowiskowe należy przeprowadzać ścisłe doświadczenia w różnych miejscowościach z zachowaniem ciągłości badań w kolejnych sezonach wegetacyjnych. Ocena i ewentualna rekomendacja odmian jest możliwa po zaobserwowaniu powtarzalności określonej reakcji odmian w latach. Szeroki wachlarz odmian zalecanych do uprawy, różniących się wieloma cechami rolniczo-użytkowymi daje duże możliwości wyboru odmiany najbardziej przydatnej w określonym rejonie (Jedyński i in.2003). Wyboru najlepszych odmian na podstawie wyników doświadczeń z większego obszaru stanowi makrorejonizację, jednak niektóre punkty (środowiska, miejscowości) mogą charakteryzować się innym plonowaniem odmian w porównaniu do średnich wyników w makroregionie. Taki wydzielony podrejon, reprezentowany przez dane środowisko (miejscowość) będzie określał mikrorejonizację (Weber i in. 2003). Uwzględnianie w doborze odmian do uprawy makro- i mikrorejonowej reakcji odmian pozwala uniknąć ryzyka znacznych strat w plonie, nawet do kilkudziesięciu procent (Jedyński i in. 2003). W hodowli nowych odmian bardzo ważną rolę odgrywa dobór odpowiednich, o wysokiej dziedzicznej stabilności rolniczej komponentów rodzicielskich do krzyżowań. Powinny one odznaczać się wysoką wartością wnoszonych cech oraz dobrą ich odziedziczalnością. Pożądane właściwości nie zależą tylko od samego genotypu, ale również od różnej reakcji danego genotypu na określone czynniki środowiska. Każda odmiana może różnie reagować na zmienne warunki środowiska. U jednych interakcja genotypowo-środowiskowa może być wysoka, u innych mała. W związku z powyższym można określić typy stabilności wynikające z większej, bądź mniejszej podatności na zmiany różnych pozytywnych cech (jak np. wysokość plonu) pod wpływem różnic wynikających ze zmienności środowiskowej. Hodowca w trakcie cyklu hodowlanego, mając na uwadze interakcje GxE powinien zdecydować czy jego odmiany mają charakteryzować się szerokimi zdolnościami adaptacyjnymi do różnych warunków siedliskowych, czy też powinny być dostosowane i uprawiane w ściśle określonych rejonach (Simmonds 1987). Stabilność odmian można podzielić na dwa rodzaje. Pierwszy to stabilność typu biologicznego, który polega na utrzymywaniu się danej cechy, np. masy tysiąca ziaren, - 9 -
na stałym, niezmiennym poziomie, niezależnie od warunków środowiska. Stabilność biologiczna, w stosunku do cech związanych z plonowaniem roślin byłaby niepożądana, ponieważ oznaczałoby to, że poprawa warunków agrotechnicznych nie miałaby większego wpływu na plonowanie roślin uprawnych. Ten typ stabilności określany jest mianem statycznej koncepcji stabilności. Przy statycznej stabilności odmiana wykazuje brak, bądź minimalną wariancję plonu w różnych środowiskach, czyli ma tendencję do utrzymywania stałego plonu. Statyczna stabilność może być użyteczna w ekstensywnych warunkach agrotechniki. Drugi rodzaj stabilności to stabilność rozumiana w aspekcie rolniczym. Jest ona istotna z punktu widzenia praktyki rolniczej daje oczekiwany wzrost plonu w miarę poprawy warunków środowiska np. poprzez zabiegi agrotechniczne. Termin stabilność w ujęciu rolniczym określa się mianem dynamicznej koncepcji stabilności (Hühn i Leon 1985). Rolnicy poszukują odmian, które mają wysokie plony i wyraźnie reagują na poziom agrotechniki. Dynamiczna stabilność związana jest z reakcją wysoko plonujących odmian na zmienne warunki środowiska i jest bardziej przydatna w intensywnym rolnictwie (Bujak i in. 2008a). Do określenia stabilności odmian zaproponowano wiele metod parametrycznych i nieparametrycznych (Becker i Leon 1988, Hühn 1990a, 1990b, 1996, Scapim i in. 2000, Sabaghania i in. 2006, Mohammadi in. 2007). Parametryczne metody oceny stabilności są źródłem informacji o biologicznej stabilności plonowania. Metody parametryczne wymagają spełnienia niektórych statystycznych założeń takich jak np. rozkład normalny błędów i efektów interakcji GxE. Ponadto, dodatkowym minusem tych metod jest fakt, że trudno jest wykorzystywać je do analizy wielokrotnych doświadczeń przeprowadzanych w ramach Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego, gdzie corocznie występuje dość duża rotacja odmian. Metody parametryczne są czułe na takie zmiany oraz na wartości oddalone. Metody nieparametryczne oparte są na rangach wartości genotypów w różnych środowiskach, dają wyniki łatwe do interpretacji, a dodanie czy wyłączenie kilku odmian z badań nie wpływa na wiarygodność wyników (Bujak i in. 2008a). Środowisko, czyli określone warunki glebowe i klimatyczne odgrywają istotną rolę w hodowli roślin i doświadczalnictwie. Gleba jest czynnikiem stałym i utrwalonym w danym rejonie, natomiast klimat charakteryzuje się dużą zmiennością i złożonością. Na stałą część klimatu składa się strefa klimatyczna, do której zaliczany jest dany rejon, natomiast trudnymi do przewidzenia są elementy pogody związane ze - 10 -
zmiennością w czasie (Piech i Mikulski 1989). Po raz pierwszy taki podział środowiska zaproponowali Allard i Bradshaw (1964) i od tej pory jest on uwzględniany przez twórców modeli matematycznych oceniających wagę interakcji genotypów ze środowiskami. W Polsce, pszenica ozima, spośród kilku gatunków botanicznych, jest jednym z najcenniejszych zbóż. Podstawowym przeznaczeniem ziarna jest konsumpcja (Kościelniak i Dreczka 2009). Mąka pszenna jest głównym surowcem wykorzystywanym do wypieku pieczywa, ciast, makaronów i innych produktów spożywczych. Ziarno powinno cechować się odpowiednimi właściwościami technologicznymi zgodnie z kierunkiem przeznaczenia (Zych i in. 2005, 2009, Kościelniak i Dreczka 2009, Rothkaehl 2009). Na cele piekarskie musi charakteryzować się dobrą wymielnością i wysoką wartością wypiekową mąki. Otręby są niezwykle cenną paszą stosowaną w żywieniu zwierząt gospodarskich, ale przeznaczona do żywienia drobiu nie może zawierać zbyt dużo białka. W warunkach klimatycznych i glebowych Polski pszenica ozima ma dominujące znaczenie w uprawie zbóż (ok. 82% areału pszenicy w Polsce GUS 2009), natomiast powierzchnia uprawy pszenicy jarej zmniejszyła się od prawie 750 tys. ha w 1998 do 345 tys. ha w roku 2008 i 337 tys. ha w roku 2009 (dane GUS). Rysunek 1. Udział procentowy powierzchni poszczególnych upraw zbożowych w ogólnej powierzchni zbóż w Polsce (GUS, 2009) Mieszanki 16,8% Kukurydza 3,7% Inne 0,9% Pszenica 26,5% Pszenżyto 15,5% Owies 6,4% Jęczmień 14,0% Żyto 16,2% - 11 -
W Polsce wartość technologiczna odmian pszenicy jest ujęta w 5 grup: E elitarna (o najlepszych parametrach jakościowych), A jakościowa, B chlebowa, K na ciastka i C pozostała, w tym paszowa. Ocenę przydatności ziarna do wypieku chleba oraz grupowania odmian dokonuje się na podstawie o osiemu podstawowych wskaźników, tj.: liczby opadania, zawartości białka, wskaźnika sedymentacji, wydajności mąki, wodochłonności mąki, rozmiękczenia ciasta, energii ciasta, objętości chleba, barwy maki i zawartości popiołu (Kaczyński i in. 1998). W przypadku formy ozimej optymalna temperatura w okresie od siewu do wschodów wynosi 11,6 C/dekadę, a w okresie jesiennego wzrostu roślin temperaturą optymalną jest 6,3 C. Charakteryzuje się wysokim zapotrzebowaniem na wodę. W okresie jesieni, najkorzystniej na jej rozwój wpływają opady na poziomie 35 mm/miesiąc. Na plonowanie korzystnie wpływa wczesne ruszenie wegetacji. Opóźnienie powoduje, że intensywne zapotrzebowania na wodę (fazy: strzelania w źdźbło, kłoszenia i kwitnienia) przypada na okres, kiedy kończy się już zapas wód zgromadzonych przez zimę w glebie. Najbardziej niekorzystnie na plon wpływa susza zaczynająca się przed kłoszeniem i trwająca do ok. 10 dni po kwitnieniu. Pszenica, spośród wszystkich zbóż, ma największe wymagania glebowe (Gąsiorowski 2004, Kościelniak i Dreczka 2009). Środowisko w sposób istotny wpływa na zmienność cech użytkowych oraz skuteczność selekcji. Współczesna hodowla roślin uprawnych dąży do uzyskania odmian o wysokim potencjale plonowania połączonym z szeroką zdolnością adaptacji do różnych warunków środowiska (Węgrzyn 1989, Węgrzyn i Sikorska 1987). Wzrastający areał uprawy pszenicy sprawia, że obecnie poszukuje się odmian odznaczających się stabilnym plonem w zróżnicowanych warunkach środowiskowych. Wybór takich odmian jest utrudniony ze względu na interakcje genotypów ze środowiskiem, w ich następstwie mogą przecinać się krzywe reakcji plonów odmian w różnych środowiskach ponieważ średnie plony zmieniają się w różnych punktach doświadczalnych (Weber i in. 2007). Pod pojęciem interakcji genotypowo-środowiskowej (G x E) rozumiemy zjawisko polegające na tym, że reakcja fenotypowa roślin na zmiany warunków środowiska nie dla wszystkich genotypów jest jednakowa (Mądry i in. 2010). Reakcja genotypu na różne warunki glebowo-klimatyczne środowiska jest istotnym elementem zmienności fenotypowej o charakterze niedziedzicznym. Interakcja genotypowo-środowiskowa - 12 -
utrudnia efektywną selekcję pożądanych genotypów w hodowli roślin oraz rejestracji czy rekomendacji odmian do uprawy (Rajfura i Mądry 2001). Różne metody opracowywania wyników serii doświadczeń wielokrotnych i wieloletnich (inaczej doświadczeń wieloletnich zakładanych w wielu miejscowościach) były i są przedmiotem zainteresowania statystyków, genetyków i hodowców (Czajka 1995). Zagadnieniu temu na przestrzeni ostatnich lat wiele prac poświęcili różni autorzy (Rassmuson i Lambert 1961, Wricke 1962, 1964, 1965; Comstock i Moll 1963, Finlay i Wilkinson 1963, Eberhart i Russell 1966, Shukla 1972, Freeman 1973, 1975, 1985; Caliński i in. 1974, 1977, 1978, 1979, 1980, 1983, 2003; Hinkelmann 1974, Hill 1975, Habgood 1977, Węgrzyn 1977, 1989, Jinks i Perkins 1978, Freeman i Crisp 1979, Węgrzyn i Poradzińska 1979, Hamblin i in. 1980, Hühn 1980, 1981, 1982, Becker 1981, Lin 1982, Cox 1984, Haufe i Geidel 1984, Kaczmarek 1986, Lin i in. 1986, Kudła i in. 1987, Węgrzyn i Sikorska 1987, Piech i Mikulski 1989, Nadziak 1990, Pietrzykowski i in. 1996,). Podstawową metodą przy opracowywaniu serii doświadczeń była analiza wariancji. Pierwszym, który przedstawił metodykę opracowania doświadczeń wielokrotnych był Neymann (1932), Yates i Cochran (1938), cyt. za Czajka (1995), a następnie stosowana przez wielu autorów jak np. Cochran i Cox (1957), Finney (1964), Steel i Torrie (1980) oraz Federer (1995). W badaniach interakcji genotypów ze środowiskami różni autorzy określali również zależności regresyjne efektów interakcyjnych poszczególnych genotypów w zależności od średniej z całego doświadczenia w danym środowisku (Rowe i Andrew 1964, Eberhart i Russel 1966, Hanson 1970, Knight 1970, Hardwick i Wood 1972, Shukla 1972, Freeman 1973, Wright 1976, Lin i in. 1977, Wright 1976). W metodzie tej wykorzystuje się regresję wartości genotypowych poszczególnych odmian (genotypów) względem indeksu środowiskowego. Indeks środowiskowy to średnia wartość ze wszystkich obiektów lub odchylenie średniej generalnej od średniej danego środowiska. Dzięki tej analizie możliwe jest oszacowanie dwóch parametrów współczynnika regresji liniowej i średniego kwadratu odchyleń od regresji. Prace te przyczyniły się do ujęcia regresji w sposób umożliwiający jej wykorzystanie w programach hodowli roślin oraz jako miary stabilności genotypów i ich adaptacji do określonych warunków środowiska. W analizie tej suma kwadratów interakcji GxE podzielona jest na składnik liniowy oraz nieliniowy. Składnik liniowy wynika z różnic pomiędzy środowiskiem a interakcją - 13 -
genotypowo-środowiskową współczynnik regresji. Element nieliniowy wynika z odchyleń od modelu regresji kwadraty odchyleń od regresji. Na podstawie interpretacji powyższych składników można powiedzieć, że genotyp o średniej stabilności powinien posiadać wartość współczynnika regresji równą 1, a wartość kwadratów odchyleń od regresji zbliżoną do zera. Caliński i in. (1979, 1980, 1983) podjęli próbę wytłumaczenia interakcji genotypowo-środowiskowych za pomocą regresji liniowej efektów interakcji względem środowiska. Z kolei Jinks i Pooni (1979) oraz Pooni i Jinks (1980) zaproponowali zastosowanie prostych regresji dla dwóch lub trzech grup środowisk jednocześnie oraz badanie interakcji genotypowo-środowiskowej za pomocą regresji krzywoliniowej. Shukla (1972) podzielił sumę kwadratów dla interakcji genotypowo-środowiskowej na komponenty osobno dla każdego genotypu poprzez zastosowanie modelu Perkins i Jinksa (1978). Podział ten stanowi podstawę do analiz zmienności, gdzie oceniane są efekty genotypów, środowiska oraz ich interakcje. Lin i in. (1986) przedstawili statystyczne założenia różnych parametrów stabilności odmian w wielu środowiskach. Podstawy teoretyczne pozwoliły na wydzielenie trzech typów stabilności. Pierwszy typ określają parametry według odchyleń od średniego efektu genotypowego. W koncepcji tej genotyp uważany jest za stabilny, jeżeli jego wariancja międzyśrodowiska jest mała. Stabilność w tym ujęciu jest dobrze uzasadniona, ale jej użyteczność w dużym stopniu zależy od liczby środowisk, w których prowadzone było doświadczenie (Lin i in. 1986). Drugi typ stabilności charakteryzują parametry wyliczone z podstawy (x ij x i x.j + x ). Genotyp uważany jest za stabilny, jeżeli jego reakcja na warunki środowiska jest paralelna do średniej genotypów. Stabilność ta jest dobrą miarą do selekcji genotypów o tym samym potencjale plonowania (Lin i in. 1986). Trzeci typ stabilności genotypów oparty jest na średnim kwadracie odchyleń od regresji. Wyżej opisane modele stabilności stosowane były w licznych pracach badawczych (Kudła i in. 1987, Węgrzyn i Sikorska 1987, Węgrzyn 1989, Pietrzykowski i in. 1996, Drzazga i in. 1997). W celu oszacowania stabilności genotypów w różnych warunkach środowiskowych Wricke (1962, 1964, 1965) zastosował ekowalencję, która określa współdziałanie i-tego genotypu ze środowiskami. Metoda ta była wykorzystywana w badaniach nad plonowaniem owsa, żyta, pszenicy jarej i ziemniaków, a także do - 14 -
badania stabilności plonowania kukurydzy (Pietrzykowski i in. 1996) oraz oceny plonowania i kilku cech bonitacyjnych i technologicznych żyta (Galek i in. 2000). Jednak najczęściej polecane przez różnych autorów metody szacowania interakcji oraz stabilności genotypów są oparte na współczynniku regresji i odchyleń od regresji (Hühn 1980, Kudła i in. 1987, Becker i Leon 1988, Węgrzyn i Sikorska 1989, Duarte i Zimmermann 1995, Pietrzykowski in. 1996, Drzazga i in. 1997, Drzazga i Krajewski 2000, 2001, Bujak i in. 2003a, 2003b, Cygiert i in. 2003, Dopierała i in. 2003, Oleksiak i Mańkowski 2003, Weber i in. 2003). Analiza struktury interakcji genotypowo-środowiskowej najczęściej ograniczana jest do plonu, jednak badanie większej liczby cech daje bogatszą wiedzę na temat reakcji odmian na różne środowiska. Metody proponowane do analizy interakcji genotypowo-środowiskowej oraz określenie stabilności genotypów zazwyczaj wiąże się z dynamiczną koncepcją stabilności, które w odpowiednich modelach statystycznych ustalają określone miary parametryczne. Wśród metod parametrycznych wyróżnić możemy m.in. zaproponowaną przez Eberharta i Russela (1966), gdzie reakcję odmian na zmienne warunki środowiska ocenia się za pomocą liniowego współczynnika regresji b i oraz wariancji odchyleń od prostej regresji S 2 di. Odmiany, których współczynnik regresji b i > 1 są bardziej przystosowane do korzystnych warunków środowiska. W przypadku gdy b i < 1 odmiany lepiej przystosowują się do mniej sprzyjających warunków środowiska. Jeśli b i = 1 odmiany charakteryzują się przeciętnym przystosowaniem do różnych warunków środowiska. Odmiany, dla których wariancja S 2 di = 0 są najbardziej stabilne, podczas gdy wysoka wartość S 2 di oznacza niską stabilność. Kolejną metodą parametryczną jest wariancja stabilności Shukli (1972), która jest miernikiem wkładu każdej odmiany w interakcję GxE. Niska wartość statystyki stabilności Shukli (σ 2 i) świadczy o wysokiej stabilności plonowania odmiany. Ekowalencja Wrickego W i (1962) określa wkład każdego genotypu do sumy kwadratów interakcji GxE. Niska wartość W i oznacza wysoką stabilność plonowania odmiany. Inną metodą parametryczną stosowaną do analizy interakcji genotypowo-środowiskowej może być miernik stabilności genotypowej Hansona D i (1970). Jest pomocna i wykorzystywana w doświadczeniach, gdzie występowała mała liczba odmian i środowisk. Wartość D i jest miernikiem udziału danego genotypu w wariancji interakcji GxE i jego reakcji na zmienne warunki środowiska, wyrażonym za pomocą współczynnika regresji b i Eberharta i - 15 -
Russela. Jest to miernik stabilności odmiany wyrażony jako odchylenie oczekiwanego plonu od jej stabilnego plonu. Miary nieparametryczne, oparte na odpowiednim uszeregowaniu genotypów proponują Hühn (1980, 1990a, 1990b) oraz Becker i Leon (1988). Becker (1981) poleca również proste i praktyczne metody polegające na obliczaniu różnic pomiędzy minimalnymi i maksymalnymi plonami danej odmiany, ustaleniu rangi danej odmiany w różnych środowiskach oraz w wyrażaniu w liczbach względnych plonów, w porównaniu do odmiany najwyżej plonującej. Kolejną, nieparametryczną metodą badania stabilności odmian jest metoda Kanga (1988). Wykorzystuje się tu plony odmian i wariancje stabilności Shukli, jako kryterium wyboru. Odmiana o najwyższym plonie uzyskuje rangę 1, natomiast odmianie z najniższą wariancją również przypisuje się rangę 1. Następnie rangi dla plonu i wariancji są sumowane. Odmiany, które uzyskały najniższą sumę punktów rangowych są stabilne i najbardziej pożądane. Metoda Foxa (1990) w metodzie tej, w każdym doświadczeniu w poszczególnych środowiskach odmiany uszeregowuje się według wysokości plonu i nadaje kolejne rangi. Odmiany z przyporządkowanymi rangami dzieli się na trzy równe frakcje, tj. górną wysoko plonującą, środkową średnio oraz dolną nisko plonującą. Odmiany, które występują w górnej frakcji w największej liczbie środowisk (wyrażonej procentowo) uznawane są za najbardziej stabilne i pożądane. Kolejną metodą nieparametryczną analizy interakcji GxE jest metoda rang grup jednorodnych i współczynnika zmienności (R D i V). Po wykonaniu analiz wariancji każdego doświadczenia w latach i miejscowościach, w celu utworzenia grup jednorodnych stosuje się wielokrotny test rozstępu Duncana lub inny umożliwiający podział odmian na grupy jednorodne. Grupom jednorodnym nadaje się kolejne rangi. W przypadku zachodzenia na siebie grup jednorodnych, należy obliczyć średnią wartość rangi z grup, w których występuje dana odmiana. Po zsumowaniu wszystkich rang dla odmian z doświadczeń, oblicza się średnią rangę ogólną R D. Współczynnik zmienności (V) oblicza się na podstawie średnich plonów wszystkich doświadczeń. Odmiany o najniższej średniej wartości R D i najniższym współczynniku zmienności V mają wysoka pożądaną stabilność rolniczą, czyli są wysokoplenne i dobrze reagują na korzystne warunki środowiska (Bujak i inni 2008). W większości krajów, w praktyce rolniczej preferowane są odmiany roślin rolniczych charakteryzujących się szeroką adaptacją do zmiennych warunków środowiska w rozpatrywanym regionie uprawy (Allard i Bradshaw 1964, Lee i in. - 16 -
2003, Iwańska i in. 2008). Odmiany o szerokiej adaptacyjności plonują średnio względnie wysoko (w porównaniu do innych odmian) i stabilnie, tzn. wiernie plonują w zmiennych rejonach uprawy. Odmiany takie określa się mianem genotypów o dużym stopniu szerokiej adaptacji do różnych warunków środowiskowych (Iwańska i in. 2008) Wynikami badań nad analizą interakcji genotypów ze środowiskami powinni być zainteresowani rolnicy, hodowcy i genetycy. W badaniach odmianowych pojedyncze doświadczenie założone w jednej miejscowości, w jednym roku dostarcza jedynie informacji o zachowaniu się genotypów w danym środowisku. Dla uzyskania znacznie pełniejszej i bogatszej wiedzy o odmianach należy zakładać doświadczenia w wielu miejscowościach różniących się pod względem warunków glebowych i klimatycznych przez okres kilku lat, tzw. serie doświadczeń odmianowych. W analizie wyników takich doświadczeń najbardziej interesująca jest interakcja genotypowo-środowiskowa (Elandt 1956, Caliński 1967, Kaczmarek 1986, Czajka 1995). Przy opracowywaniu wyników serii doświadczeń z takimi samymi odmianami w wielu miejscowościach, przydatne okazuje się wykorzystanie bardziej zaawansowanych modeli analizy wariancji, a także metod wielowymiarowych (Perkins 1972, Freeman 1973, Caliński i in. 1977, 1978, 1979, Goodchild 1981, Heine i Weber 1982, Hill i Kaczmarek 1986, Mądry i in. 2010,). Wyniki badań nad analizą interakcji genotypu ze środowiskiem umożliwiają przeprowadzenie szczegółowej charakterystyki badanych genotypów. Dają informacje o zdolności plonowania każdego z nich oraz oszacowują ich reakcję na zmienne warunki panujące w środowiskach. Dla hodowcy i rolnika najbardziej pożądane jest wytypowanie genotypów, które będą uzyskiwać wysokie plony, a jednocześnie względnie dobrze plonować we wszystkich środowiskach. Innymi słowy zidentyfikowanie genotypów uniwersalnych, stabilnych, tj. takich, których plonowanie w małym stopniu zależy od zmiany warunków środowiska. Wśród genotypów niestabilnych, czyli genotypów charakteryzujących się dużą reakcją na zmienność glebowo-klimatyczną środowiska można wyróżnić odmiany intensywne, tzn. te, które względnie dobrze plonują w miejscowościach ogólnie bardziej sprzyjających oraz odmiany ekstensywne tj. takie, które charakteryzują się przeciętnie niższymi plonami w środowiskach bardziej sprzyjających (Kaczmarek 1986). Podstawowym celem systemu PDO jest ocena przydatności i dostosowania odmian roślin uprawnych, w tym pszenicy ozimej, do różnych warunków klimatyczno-glebowych w poszczególnych regionach Polski. Stacje hodowlane, - 17 -
placówki naukowe, jednostki doradztwa rolniczego, i inne wykorzystywane jako punkty zakładania doświadczeń odmianowych, tj. przedwstępnych, wstępnych i porejestrowych różnią się pod względem zdolności do różnicowania odmian podlegających ocenie (Drzazga i Krajewski 2003, 2008). Wynika to głównie z innych warunków środowiskowych (pogodowych i glebowych) panujących w tych punktach. Skutkiem tego jest występowanie interakcji odmian ze środowiskami, gdzie przeprowadza się doświadczenia. Różnice pod względem wielkości tych interakcji, charakterystycznych dla serii doświadczeń prowadzonych w celu oceny odmian pszenicy jarej opisali Drzazga i Krajewski (2000). W celu scharakteryzowania zachowania się odmian różnych gatunków w zróżnicowanych warunkach glebowo-klimatycznych zakłada się serie doświadczeń odmianowych z takimi samymi genotypami w różnych miejscowościach w ciągu kilku lat. Dzięki takim doświadczeniom możliwa jest ocena wartości adaptacyjnych odmian oraz interakcji genotypowo-środowiskowych (Kaczmarek 1986, Czajka 1995, Mądry i in. 2010). Bardzo ważną zaletą wyników analizy interakcji genotypów ze środowiskami jest ich przydatność do określania właściwej rejonizacji odmian. Badania prowadzone w ramach Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego (PDO) są ukierunkowane bezpośrednio na potrzeby praktyki rolniczej. PDO jest wielopodmiotowym i międzyinstytucjonalnym systemem doświadczalnym, w którym współpracują za sobą jednostki i organizacje zainteresowane rozwojem rolnictwa, zarówno w skali kraju, jak i własnego regionu, tj.: samorządy terytorialne i rolnicze, administracja rządowa szczebla wojewódzkiego, służby doradcze, firmy hodowlano-nasienne, jednostki naukowo-badawcze, związki plantatorów, przemysł przetwórczy oraz inne instytucje i organizacje działające na rzecz rolnictwa (Gacek i Behnke 2006). Dzięki wynikom uzyskiwanym z wielu miejscowości przez okres wielu lat zainicjowany został proces tworzenia Lista Zalecanych Odmian (LZO) do uprawy na obszarze danego województwa. Listy te zawierają od kilku do kilkunastu odmian danego gatunku rośliny uprawnej, które w trakcie co najmniej dwuletniego okresu badań w województwie okazały się najwartościowsze i najbardziej dostosowane do lokalnych warunków uprawy. Użytkownicy odmian mają zapewnioną ciągłą informację o wartości gospodarczej odmian, w tym również ich reakcji na różne czynniki agrotechniczne, co znacznie ułatwia plantatorom wybór właściwych odmian rośliny uprawnej. Dzięki doświadczeniom przeprowadzanym w ramach Porejestrowego - 18 -
Doświadczalnictwa Odmianowego możliwa jest makro- i mikrorejonizacja oraz podział odmian roślin uprawnych na przystosowane do danego regionu i uniwersalne. - 19 -
3. MATERIAŁ I METODY 3.1. Materiał badawczy Materiał badawczy do analiz w seriach doświadczeń wielokrotnych stanowiły dwadzieścia trzy odmiany pszenicy ozimej przyjęte do badań w ramach programu Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego (tab. 1). Dwadzieścia spośród nich było wyhodowanych w Polsce, a trzy to odmiany należący do zagranicznych firm hodowlanych. 3.1.1. Charakterystyka odmia Charakterystyka odmian pszenicy ozimej biorących udział w doświadczeniach sporządzona została na podstawie wieloletnich badań przeprowadzonych przez COBORU na terenie całego kraju i opublikowanych w Listach Opisowych Odmian, Rośliny Rolnicze (COBORU 1996-2005). Odmiany jakościowe grupa A TONACJA. Odmiana charakteryzująca się dość dużą mrozoodpornością. Tonacja w doświadczeniach przedrejestrowych okazała się odporną na septoriozę plew septoriozę liści, fuzariozę kłosów i choroby podstawy źdźbła ale dość podatną na rdzę brunatną pszenicy i mączniaka prawdziwego zbóż. Rośliny o średniej wysokości odznaczją się dużą odporność na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania odmiany jest dość późny. Masa tysiąca ziaren duża a wyrównanie dobre. Odmiana o dobrej do bardzo dobrej plenności przy średniej wydajności ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian, Rośliny Rolnicze 2001, COBORU: 19-47). FINEZJA. Odmiana wykazująca średnią mrozoodporność. Finezja jest odmianą odporną na fuzariozę kłosów, średnio odporną na rdzę brunatną pszenicy i septoriozę plew i podatną na porażenie przez septoriozę liści, choroby podstawy źdźbła i mączniaka prawdziwego zbóż. Rośliny o średniej wysokości, średniej odporności na wyleganie i charakteryzujące się średnim terminem kłoszenia i dojrzewania. Dość mała masa tysiąca ziaren i plenność ale dobra wydajność ogólna mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2002, COBORU: 23-25). ZYTA. Odmiana o małej mrozoodporności, dość odporna na porażenie przez rdzę brunatną pszenicy, septoriozę plew, fuzariozę kłosów, choroby podstawy źdźbła i septoriozę liści, ale dość podatna na mączniaka prawdziwego zbóż. Rośliny wysokie, - 20 -
o średniej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania dość późny. Masa tysiąca ziaren bardzo duża. Plenność odmiany dość słaba przy średniej wydajności ogólna mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 1999, COBORU: 23-25). SUKCES. Odmiana o małej odporności na mróz. Odporna na porażenie przez rdzę brunatną pszenicy, septoriozę plew, septoriozę liści i choroby podstawy źdźbła. Średnio odporna na mączniaka prawdziwego zbóż i fuzariozę kłosów. Rośliny charakteryzują się średnią wysokością i dobrą odpornością na wyleganie. Termin kłoszenia późny. Masa tysiąca ziaren dość duża, wyrównanie dość dobre. Odmiana o przeciętnej plenności i wydajność ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2001, COBORU: 19-47). TURNIA. Odmiana o małej mrozoodporności. Odporna na septoriozę plew, ale dość podatna na rdzę brunatną pszenicy i mączniaka prawdziwego zbóż. Rośliny dość wysokie do wysokich, o średniej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia średni, a dojrzewania dość późny. Odmiana charakteryzuje się czerwonym zabarwieniem ziarna. Masa tysiąca ziaren dość duża, a wyrównanie dość dobre do dobrego. Plenność w skali kraju przeciętna przy dość dobrej wydajności ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2001, COBORU: 19-47). RYWALKA. Odmiana o średniej mrozoodporności, charakteryzująca się przeciętną odpornością na choroby. Podatna na mączniaka prawdziwego zbóż. Rośliny o średniej wysokości i dość dużej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania dość późny. Masa tysiąca ziaren dość duża, wyrównanie dość dobre. Odmiana charakteryzuje się czerwonym zabarwieniem ziarna i jest przydatna na cele młynarsko piekarskie. Plenność odmiany nieco poniżej średniej, lepsze oceny uzyskała w rejonach południowo wschodnich (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2003, COBORU: 23-25). TREND. Odmiana o małej do bardzo małej mrozoodporności i dość małej tolerancja na zakwaszenie gleby. Średnia odporność na mączniaka prawdziwego zbóż, rdzę brunatną pszenicy, septoriozę plew i fuzariozę kłosów, dość podatna na septoriozę liści i choroby podstawy źdźbła. Rośliny niskie do bardzo niskich, o dużej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania wczesny. Masa tysiąca ziaren duża. Odmiana o bardzo dobrej plenności i średniej wydajności ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2003, COBORU: 23-25). - 21 -
FREGATA. Odmiana charakteryzująca się najlepszą jakością w grupie odmian jakościowych. Odporna na septoriozę liści, fuzariozę kłosów, choroby podstawy źdźbła i septoriozę plew, ale dość podatna na rdzę brunatną pszenicy i mączniaka prawdziwego zbóż. Odmiana o niskiej mrozoodporności. Rośliny charakteryzują się średnią wysokością i dobrą odpornością na wyleganie. Termin kłoszenia późny do bardzo późnego, dojrzewania późny. Średnia masa tysiąca ziaren, wyrównanie dość dobre. Plenność słaba, o czym zadecydował bardzo słaby wynik w roku 2003. Wydajność ogólna mąki dobra. W badaniach notowano przeciętny przyrost plonu przy uprawie na intensywnym poziomie agrotechniki w porównaniu do poziomu przeciętnego (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2004, cz. 1, COBORU: 21-56). MUZA. Odmiana o średniej mrozoodporności, ale dość dużej tolerancji na zakwaszenie gleby. Dość duża odporność na fuzariozę kłosów, średnia na mączniaka prawdziwego zbóż i septoriozę plew pszenicy, dość mała na choroby podstawy źdźbła i septoriozę liści oraz mała na rdzę brunatną pszenicy. Rośliny o średniej wysokości i średniej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia wczesny, natomiast dojrzewania średni. Masa tysiąca ziaren dość mała, wyrównanie dość dobre. Plenność słaba, o czym zadecydował bardzo słaby wynik w roku 2002. Wydajność ogólna mąki średnia. Rejestrowano przeciętny przyrost plonu przy uprawie na wysokim poziomie agrotechniki w porównaniu do poziomu mniej intensywnego (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2004, cz. 1, COBORU: 21-56). SMUGA. Odmiana o średniej mrozoodporności. Dość odporna na fuzariozę kłosów, średnio odporna na mączniaka prawdziwego zbóż, ale dość podatna na rdzę brunatną pszenicy, septoriozę liści i septoriozę plew. Rośliny charakteryzują się dość dużą wysokością i dość dużą odpornością na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania wczesny. Masa tysiąca ziaren dość mała. Odmiana o średniej plenności, ale dość dużej wydajność mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2004, cz. 1, COBORU: 21-56). ZAWISZA. Odmiana o dość małej mrozoodporności i zróżnicowanej odporności na choroby. Odporna na mączniaka prawdziwego zbóż, septoriozę plew i choroby podstawy źdźbła, średnio odporna na septoriozę liści i fuzariozę kłosów, ale podatna na rdzę brunatną pszenicy. Rośliny dość wysokie, o dość dużej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia dość późny, dojrzewania średni. Masa tysiąca ziaren - 22 -
mała, ale wyrównanie dość dobre. Plenność odmiany dość słaba przy średniej wydajności ogólnej mąki. Przyrost plonu przy uprawie na wysokim poziomie agrotechniki przeciętny w porównaniu do poziomu mniej intensywnego (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2004, cz. 1, COBORU: 21-56). LEGENDA. Odmiana o dobrej mrozoodporności i odporności na mączniaka prawdziwego zbóż, rdzę brunatną pszenicy septoriozę plew, septoriozę liści, fuzariozę kłosów i choroby podstawy źdźbła. Rośliny wysokie do bardzo wysokich, o przeciętnej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania średni. Masa tysiąca ziaren dość mała, ale wyrównanie dość dobre. Odmiana o dość dobrej plenności i wydajność ogólnej mąki. Przyrost plonu na wysokim poziomie agrotechniki w porównaniu do poziomu przeciętnego, większy niż średnio dla gatunku (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2005 cz. 1, COBORU: 23-55). WYDMA. Odmiana o średniej mrozoodporności, przeciętnie odporna na mączniaka prawdziwego zbóż, septoriozę liści i plew, fuzariozę kłosów i choroby podstawy źdźbła i dość podatna na rdzę brunatną pszenicy. Rośliny niskie, o dość dużej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania średni. Masa tysiąca ziaren mała do bardzo małej. Plenność odmiany i wydajność ogólna mąki dość dobra. W badaniach notowano średni przyrost plonu na wysokim poziomie agrotechniki w porównaniu do poziomu przeciętnego (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2005 cz. 1, COBORU: 23-55). Odmiany chlebowe grupa B BOGATKA. Odmiana o średniej mrozoodporności i średniej tolerancji na zakwaszenie gleby. Odporna na mączniaka prawdziwego zbóż i średnio odporna na rdzę brunatną pszenicy, septoriozę liści, septoriozę plew i fuzariozę kłosów. Rośliny charakteryzują się średnią wysokością i przeciętną odpornością na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania dość wczesny. Masa tysiąca ziaren duża, a wyrównanie średnie. Odmiana o dość dobrej plenności i dużej wydajności ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2004, cz. 1, COBORU: 21-56). SAKWA. Mrozoodporność odmiany średnia. Charakteryzuje się dość dużą odpornością na choroby podstawy źdźbła i przeciętną na mączniaka prawdziwego zbóż i septoriozę liści i plew pszenicy. Rośliny o średniej wysokości i dużej do bardzo dużej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania dość późny. Masa tysiąca ziaren duża. Plenność w skali kraju dobra, bardzo dobre wyniki w rejonach - 23 -
północnym (wyjątek Żuławy Wiślane) i środkowo zachodnim, gorsze w rejonie karpackim Wydajność ogólna mąki duża do bardzo dużej (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 1996, COBORU: 13-16). MEWA. Odmiana o dość dużej mrozoodporności. Odporna na fuzariozę kłosów oraz średnio odporna na mączniaka prawdziwego zbóż, rdzę brunatną pszenicy, septoriozę liści, septoriozę plew i choroby podstawy źdźbła. Rośliny o średniej wysokości, ale o małej do bardzo małej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia średni, a dojrzewania dość wczesny. Masa tysiąca ziaren dość duża, wyrównanie dość dobre. Odmiana o dość słabej plenności, ale dobrej wydajności ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 1998, COBORU: 23-25). KRIS. Odmiana o bardzo małej mrozoodporności, ale dużej zdrowotności. Wyjątkiem jest znaczna podatność na septoriozę plew pszenicy. Odmiana wyróżnia się bardzo niskimi roślinami i bardzo dużą odpornością na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania późny. Plenność w skali kraju bardzo dobra (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2000, COBORU: 17-42). NUTKA. Mała mrozoodporność odmiany powinna skłaniać do ograniczenia zasięgu jej uprawy do rejonów klimatycznie łagodniejszych. Odporna na septoriozę liści i choroby podstawy źdźbła dość podatna na rdzę brunatną pszenicy i mączniaka prawdziwego zbóż. Rośliny średnio wysokie, o dużej do bardzo dużej odporności na wyleganie. Średni termin kłoszenia i dojrzewania. Odmiana charakteryzuje się czerwonym zabarwieniem ziarna i jest przydatna na cele młynarsko piekarskie. Plenność w skali kraju i większości rejonów bardzo dobra; wyniki dobre i bardziej zmienne na południowo wschodnich obszarach kraju (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2001, COBORU: 19-47). FLAIR. Odmiana o bardzo małej mrozoodporności, ale dość dobrej zdrowotności. Odporna na rdzę brunatną pszenicy, mączniaka prawdziwego zbóż, septoriozę liści i plew oraz średnio odporna na choroby podstawy źdźbła. Flair charakteryzuje się przeciętną wysokością roślin, odpornością na wyleganie oraz terminem kłoszenia i dojrzewania. Masa tysiąca ziaren mała a wyrównanie dość słabe. Plenność bardzo dobra przy dobrej wydajności ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2002, COBORU: 23-25). KOBIERA. Mrozoodporność dość duża. Odmiana odporna na fuzariozę kłosów i średnio odporna na mączniaka prawdziwego zbóż, septoriozę liści i septoriozę plew, - 24 -
ale podatna na choroby podstawy źdźbła i rdzę brunatną pszenicy. Rośliny o średniej wysokości, ale dość małej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia i dojrzewania średni. Masa tysiąca ziaren mała a wyrównanie dość słabe. Odmiana o średniej plenności przy dość dobrej wydajności ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2003, COBORU: 23-25). NADOBNA. Odmiana o małej mrozoodporności i średniej (na rdzę brunatną pszenicy i septoriozę liści) do małej (na mączniaka prawdziwego zbóż, septoriozę plew i fuzariozę kłosów) odporności na choroby. Rośliny dość wysokie, o dość małej odporności na wyleganie. Termin kłoszenia wczesny, dojrzewania dość wczesny. Masa tysiąca ziaren dość mała, a wyrównanie średnie. Plenność odmiany dobra przy dość dobrej wydajności ogólnej mąki (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2003, COBORU: 23-25). DOROTA. Odmiana o dość małej mrozoodporności i średniej tolerancji na zakwaszenie gleby. Odporna na mączniaka prawdziwego zbóż, septoriozę plew i fuzariozę kłosów, średnio odporna na septoriozę liści oraz choroby podstawy źdźbła, natomiast dość podatna na rdzę brunatną pszenicy. Rośliny niskie do bardzo niskich, odporne na wyleganie, charakteryzujące się średnim terminem kłoszenia i dojrzewania. Odmiana o małej do bardzo małej masie tysiąca ziaren oraz średniej plenności, ale dość dobrej ogólnej wydajności mąki. W badaniach notowano przeciętny przyrost plonu przy uprawie na intensywnym poziomie agrotechniki w porównaniu do poziomu przeciętnego (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2004, cz. 1, COBORU: 21-56). Odmiany pastewne grupa C RAPSODIA. Odmiana charakteryzująca się od małej do bardzo małej mrozoodpornością. Rapsodia ma zróżnicowaną odporność na najważniejsze choroby obserwowane na pszenicy ozimej. Na rdzę brunatną pszenicy (Puccinia recondita s. sp. tritici) odmiana wykazuje odporność od bardzo dużej do dużej, na septoriozę liści dużą, na mączniaka prawdziwego zbóż i choroby podstawy źdźbła dość dużą, na septoriozę plew - dość małą, a na fuzariozę kłosów- małą. Rośliny odmiany są niskie dzieki czemu wykazują dużą odporność na wyleganie. Termin kłoszenia jest dość wczesny, a dojrzewania średni. Masa tysiąca ziaren średnia, a wyrównanie dość słabe. Rapsodia jest odmianą, która charakteryzuje się bardzo dobrą plennością (Lista Opisowa Odmian Roślin Rolniczych 2003, COBORU: 23-25). - 25 -
3.2. Metody badań 3.2.1. Warunki doświadczalne W ramach Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego założono ścisłe doświadczenia polowe z odmianami pszenicy ozimej w ciągu trzech sezonów wegetacyjnych (2005/2006, 200620/07, 2007/2008). Doświadczenia, zgodnie z metodyką przyjętą dla PDO, zakładane były metodą pasów prostopadłych (splitblock), w dwóch powtórzeniach, na poletkach o standardowej wielkości, tj. 16,5m 2, na dwóch poziomach agrotechniki przeciętnym (a1) i intensywnym (a2). Różnice pomiędzy poszczególnymi poziomami uprawy przedstawia tabela 2. Do analizy interakcji genotypowo-środowiskowej wybrano 23 odmiany, które powtarzały się w trzech analizowanych sezonach wegetacyjnych w każdej z wytypowanych miejscowości. Uzyskano w ten sposób ortogonalny układ doświadczeń, który został opracowany statystycznie. 3.2.2. Charakterystyka punktów doświadczalnych Do analiz wytypowano wyniki badań odmianowych przeprowadzonych w dwunastu Stacjach Doświadczalnych Oceny Odmian (SDOO), należących do COBORU i reprezentujących różne rejony glebowo-klimatyczne Polski. Ich rozmieszczenie obrazuje rysunek 2. W tabeli 3 przedstawiono charakterystykę warunków glebowych w poszczególnych miejscowościach i latach badań. SDOO RARWINO. Miejscowość w województwie zachodniopomorskim, w powiecie Kamień Pomorski. Doświadczenia zakładane były na glebach kompleksu żytniego dobrego (2005/2006 i 2006/2007) oraz żytniego bardzo dobrego (2007/2008). Przedplonem był groch. Odczyn (ph 7,3) gleby w pierwszym i trzecim roku badań był lekko zasadowy, natomiast w drugim roku jony wodorowe i glinu występowały w równowadze. SDOO WYCZECHY. Miejscowość w województwie pomorskim, w powiecie bolesławieckim. Doświadczenia były zakładane na glebach kompleksu żytniego bardzo dobrego na stanowisku po grochu. Odczyn gleby był we wszystkich latach badań lekko kwaśny. SDOO RADOSTOWO. Miejscowość w województwie pomorskim, w powiecie tczewskim. Doświadczenie założono w pierwszym roku badań na glebach kompleksu pszennego dobrego, a w kolejnych dwóch sezonach wegetacyjnych pszennego bardzo - 26 -