АЛГОРИТМ ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ ГІБРИДІВ СОНЯШНИКА ЗА УМОВ КОМАХОЗАПИЛЕННЯ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2023.01.052Ключові слова:
Helianthus annuus L, методика, запилення, компоненти врожайності, виповненість насіння, зони кошикового дискуАнотація
У статті узагальнено практичний досвід п’ятирічних досліджень насіннєвої продуктивності автофертильних гібридів соняшнику Helianthus annuus L. за наявності та відсутності комахозапилення. Досліджено продуктивність 21 гібриду соняшника шести виробників: «Pioneer», «Syngenta», «Euralis», «Limagrain», «MAS Seeds», «RAGT». Експерименти проводили на полях агрохолдингу Контінентал Фармерз Груп в агрокліматичних умовах Західної України.
Для виключення впливу комахозапилення кошики дослідних рослин накривали чохловими ізоляторами з поліпропіленового спанбонду розміром 50х40 см, щільністю 30 г/м2 і можливістю регулювання міцності зав'язування протягом розвитку суцвіття. Кошики контрольних рослин залишали відкритими для вільного доступу комах-запилювачів. Після повного дозрівання насіння знімали ізолятори з дослідних рослин і підбирали кошики контрольних за принципом тотожності їх діаметрів. Відібраний матеріал висушували до повітряно-сухого стану і використовували для подальших досліджень у лабораторних умовах.
Насіннєву продуктивність визначали за показниками: виповненість сім’янок, частка кошиків з невиповненим насінням за різними зонами кошикового диску, лушпинність, маса 1000 насінин, натура, біологічна врожайність, олійність і вміст білку. Окремі показники продуктивності гібридів вивчали для кошикового диску в межах зовнішньої, проміжної і внутрішньої зони, кожна з яких займала третину його радіуса. Для визначення виповненості сім’янок та лушпинності з кожної зони кошикового диску рандомно відбирали по 20 сім’янок, які очищали від насіннєвих оболонок. Аналіз олійності та вмісту білку проводили неінвазійним методом NIR-спектроскопії.
Для визначення статистично достовірної відмінності між рослинами контрольних і дослідних груп за різних умов запилення використано парний критерій Вілкоксона.
У результаті проведених досліджень вдалося розробити алгоритм визначення кількісних і якісних показників продуктивності сучасних гібридів соняшнику за наявності та відсутності комахозапилення, який узагальнює, розширює і доповнює відомі методичні підходи.
Посилання
Adamenko T. Perspektyvy vyrobnytstva sonyashnyku v Ukrayini v umovakh zminy klimatu. Ahronom. 2005; 1: 12–14. (In Ukrainian)
Altayeb O. A. E., Nagi S. K. A. Efficacy of honeybees (Apis mellifera) on the production of sunflower (Helianthus annus L.) seeds in the Sudan. Journal of Experimental Biology and Agricultural Sciences. 2015; 3(2): 191–195. URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Efficacy-of-honeybees-(Apis-mellifera)-on-the-of-in-Altayeb-Nagi/8426bfc701de7f2a0d5da944739d732aafc0e623
Andriyenko O. O., Zhuzha O. O., Andriyenko A. L. Prychyny nevypovnenosti nasinnya ta koshyka sonyashnyku. Propozytsiya. 2016; 3: 60–68.URL: http://dspace.kntu.kr.ua/jspui/handle/123456789/5177 (In Ukrainian)
Ardiarini N. R., Saptadi D., Adiredjo A. L., Anessa and Umar N. T., Formation of sunflower seeds via pollination methodology comparison revealed by self incompatibility. Asian Journal of Plant Sciences. 2021; 20: 631–636. URL: https://scialert.net/fulltext/?doi=ajps.2021.631.636
Astiz V., Iriarte L. A., Flemmer A., Hernández L. F. Self-compatibility in modern hybrids of sunflower (Helianthus annuus L.). fruit set in open and self-pollinated (bag isolated) plants grown in two different locations. Helia. 2011; 34(54): 129–138. https://doi.org/10.2298/hel1154129a
Aytekin A. M., Çağatay N. Observations on the pollination of Sunflower (Helianthus annuus L.). Mellifera. 2008; 8(15): 2–7.
Babych V. O., Borovska I. Y., Sharypina Y. Y., Parii Y. F., Symonenko Y. V. Adaptability of F1 sunflower hybrids, created according to an integrated system of line selection for economically valuable traits in various agroclimatic zones. Plant Varieties Studying and Protection. 2021; 17(4): 290–304. https://doi.org/10.21498/2518-1017.17.4.2021.249004
Baldyk D. O. (2016) Vplyv bdzholozapylennya sonyashnyku na finansovu bezpeku silʹsʹkohospodarsʹkykh vyrobnykiv / Stan ta problemy funktsionuvannya pidpryyemnytsʹkykh struktur v umovakh permanentnoyi ekonomiky. Monohrafiya / Pid red. d.e.n., prof. YU.O. Nesterchuk. Umanʹ: Vydavetsʹ «Sochinsʹkyy» (p. 179 – 185). 263 p. (In Ukrainian)
Bartual A. M., Bocci G., Marini S., Moonen A. C. Local and landscape factors affect sunflower pollination in a Mediterranean agroecosystem. PloS One. 2018; 13(9): e0203990. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203990
Chabert S., Mallinger R. E., Sénéchal C., Fougeroux A., Geist O., Guillemard V., Leylavergne S., Malard C., Pousse J., Vaissière B. E. Importance of maternal resources in pollen limitation studies with pollinator gradients: A case study with sunflower. Agriculture, Ecosystems & Environment. 2022; 330: 107887. https://doi.org/10.1016/j.agee.2022.107887
Chamer A. M., Medan D., Mantese A. I., Bartoloni N. J. Impact of pollination on sunflower yield: Is pollen amount or pollen quality what matters? Field Crops Research. 2015; 176: 61–70. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2015.02.001
Degrandi-Hoffman G., Chambers M. Effects of honey bee (Hymenoptera: Apidae) foraging on seed set in self-fertile sunflowers (Helianthus annuus L.). Environmental entomology. 2006; 35(4): 1103–1108. https://doi.org/10.1603/0046-225X-35.4.1103
DSTU 4138:2002. Nasinnya silʹsʹkohospodarsʹkykh kulʹtur. Metody vyznachennya yakosti. [Chynnyy vid 2002-28-12]. Vydannya ofitsiyne. Kyyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrayiny. 2003: 170. (In Ukrainian). URL: https://www.agrodialog.com.ua/wp-content/uploads/2018/04/dstu-4138_2002.pdf
DSTU 4694:2006. Soniashnyk. Oliina syrovyna. Tekhnichni umovy. Z popravkamy. [Chynnyi vid 2007-10-01]. Vyd. ofits. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy. 2007: 24. URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=75707 (In Ukrainian)
DSTU 8836:2019 Nasinnya oliynykh kulʹtur. Metody vyznachennya vmistu lushpynnya [Chynnyy vid 2019- 26-11]. Nats. standart Ukrayiny. Kyyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrayiny. 2019: 7. URL: http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=82148 (In Ukrainian)
du Toit A. P. The importance of certain insects as pollinators of sunflower (Helianthus annuus L.), South African Journal of Plant and Soil. 1990; 7(3): 159–162. https://doi.org/10.1080/02571862.1990.10634559
Gamayunova V. V., Kudrina V. S. Formation of aboveground mass and sunflower yield under the influence of certain elements of cultivation technology. Ukrainian Black Sea region agrarian science. 2020; 1: 50–57. http://doi.org/10.31521/2313-092X/2020-1(105)-7
Hassan F. U., Kaleem S., Ahmad M. Oil and fatty acid distribution in different circles of sunflower head. Food Chemistry. 2011; 128: 590–595. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2011.02.002
Klein A. M., Vaissière B. E., Cane J. H., Steffan-Dewenter I., Cunningham S. A., Kremen C. & Tscharntke T. Importance of pollinators in changing landscapes for world crops. Proceedings of the royal society B: biological sciences. 2007; 274(1608): 303–313. https://doi.org/10.1098/rspb.2006.3721
Koleshkova T. N., Riabchun V. K., Leonova N. M., Leonov O. Yu., Kuzmishina N. V., Suprun O. H., Ilchenko N. K., Sheliakina T. A. Formation of a working collection of sunflower variets by protein and oil contents in seeds. Genetičnì resursi roslin (Plant Genetic Resources). 2016; 19: 102–117. URL: http://genres.com.ua/assets/files/19/11.pdf (In Ukrainian)
Kovtun T. V., Garbar L. A., Knap N. V. Productivity formation of sunflower hybrids by different nutrition conditions. Scientific horizons. 2018; 7–8: 125–130. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vzhnau_2018_7-8_20
Kulinich I. M., Solovyova T. M. Influence of diagnostic influence on seed productivity of sunflower. Beekeeping of Ukraine. 2021; 1(6): 44–48. https://doi.org/10.46913/beekeepingjournal.2021.6.07 (In Ukrainian)
Leonova N. N., Kyrychenko V. V., Leonov O. Yu., Ilchenko N. K., Sheliakina T. A. Variability of protein and oil contents in f1 sunflower hybrids and inheritance patterns. Plant Breeding and Seed Production. 2016; 109: 93–101. https://doi.org/10.30835/2413-7510.2016.74198 (In Ukrainian)
Lisohurska D. V., Lisohurska O. V., Furman S. V., Adamchuk L. О. Provision of bee pollination of the main agricultural entomophilic crops in ukraine. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Livestock. 2021; 4(47): 92–98. https://doi.org/10.32845/bsnau.lvst.2021.4.16 (In Ukrainian)
Lopotan L. V., Kazandzhi A. V. Comparative evaluation of sunflower seed production in Ukraine and Odessa region as part of the resource base of oil-fat sub AIC. Agrosvit. 2015; 10: 36–40. URL: http://www.agrosvit.info/pdf/10_2015/7.pdf
Mirzabe A. H., Chegini G. R. Measuring picking force of sunflower seeds and prediction of reasonable range of air-jet parameters to remove sunflower seeds from the head. Agricultural Engineering International: The CIGR e-journal. 2015; 17(3): 415–429. https://www.researchgate.net/publication/283436513.
Mykhaylov YE. V., Kyurchev S. V., Kolodiy O. S., Zadosna N. O., Verkholantseva V. O., Chernyshova L. M., Palyanychka N. O. Tekhnichni zasoby pislyazbyralʹnoyi obrobky nasinnya sonyashnyku: Monohrafiya. Melitopolʹ: Forvardpress. 2019: 203. (In Ukrainian)
Nderitu J., Nyamasyo G., Kasina M., Oronje M. L. Diversity of sunflower pollinators and their effect on seed yield in Makueni District, Eastern Kenya. Spanish Journal of Agricultural Research. 2008; 6(2): 271–278. https://doi.org/10.5424/sjar/2008062-318
Oz M., Karasu A., Cakmak I., Goksoy A. T., Turan Z. M. (2009). Effects of honeybee (Apis mellifera) pollination on seed set in hybrid sunflower (Helianthus annuus L.). African Journal of Biotechnology. 2009; 8(6): 1037–1043. URL: https://www.ajol.info/index.php/ajb/article/view/60012
Parker F. D. Sunflower Pollination: Abundance, Diversity and Seasonality of Bees and Their Effect on Seed Yields. Journal of Apicultural Research. 1981; 20 (1): 49–61. https://doi.org/10.1080/00218839.1981.11100473
Perrot T., Gaba S., Roncoroni M., Gautier J. L., Saintilan A., Bretagnolle V. Experimental quantification of insect pollination on sunflower yield, reconciling plant and field scale estimates. Basic and Applied Ecology. 2019; 34: 75–84. https://doi.org/10.1016/j.baae.2018.09.005
Polevoy V., Lukashchuk L., Peskovski G. Sunflower Cultivation in Ukraine: Role of Fertilizers in Sunflower Seed Production. Electronic International Fertilizer Correspondent. 2013; 36: 3–7. URL: https://www.ipipotash.org/publications/eifc-310
R Core Team. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2022. URL: https://www.R-project.org/
Rudenko V. M. Matematychna statystyka: Navchalʹnyy posibnyk. Kyyiv: Tsentr uchbovoyi literatury. 2012: 304. (In Ukrainian)
Santalla E. M., Dosio G. A. A., Nolasco S. M., Aguirrezábal L. A. N. The effects of intercepted solar radiation on sunflower (Helianthus annuus L.) seed composition from different head positions. J. Am. Oil Chem. Soc. 2002; 79: 69–74. https://doi.org/10.1007/s11746-002-0437-2
Sato T., Takahata Y., Noda T., Yanagisawa T., Morishita T., Sakai Sh. Nondestructive determination of fatty acid composition of husked sunflower (Helianthus annua L.) seeds by near-infrared spectroscopy. Journal of the American Oil Chemists' Society. 1995; 72: 1177–1183. https://doi.org/10.1007/BF02540985
Sawatthum A. Role of Stingless Bee, Tetragonula pegdeni and European Honey Bee, Apis mellifera in the Pollination of Confectionery Sunflower. Thai Journal of Science and Technology. 2020; 9(3): 368–377. https://doi.org/10.14456/tjst.2020.26
Schneiter A. A., Miller J. F. Description of Sunflower Growth Stages. Crop Science. 1981; 21(6): 901–903. https://doi.org/10.2135/cropsci1981.0011183X002100060024x
Shamro M. O., Koshova L. M., Kulynych Y. M. Productive qualities of hybrid sunflower Atlanta by its cultivation in the background of Phacelia tanacetifolia Benth remnants after mowing. Beekeeping of Ukraine. 2017; 1(2): 171–177. URL: https://www.journalbeekeeping.com.ua/index.php/1_4/article/view/102 (In Ukrainian)
Sievert C. Interactive Web-Based Data Visualization with R, plotly, and shiny. New York: Chapman and Hall/CRC. 2020: 470. https://doi.org/10.1201/9780429447273
Silva C. A. S., Godoy W. A. C., Jacob C. R. O., Thomas G., Câmara G. M. S., Alves D. A. Bee pollination highly improves oil quality in sunflower. Sociobiology. 2018; 65(4): 583–590. https://doi.org/10.13102/sociobiology.v65i4.3367
Talavyrya M., Polyukhovych V., Bercha O. Eksport sonyashnykovoyi oliyi v Ukrayini ta sviti. Heopolityka Ukrayiny: istoriya i suchasnistʹ. Zb. nauk. pr. 2022; 1(28): 142–149. URL: http://geopolitics-of-ukraine.uzhnu.edu.ua/article/view/263446 (In Ukrainian)
Usova N. M., Tsapik T. F., Shkolovaya S. V. Influence of mineral nutrition on yield and quality of winter wheat sunflower. Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Oilseed Crops NAAS. 2021; 31: 109–116. URL: http://bulletin.imk.zp.ua/index.php?menu=4&id=411&lang=en (In Ukrainian)
Vyroshchuvannya nasinnya hibrydiv sonyashnyku (Metodychni rekomendatsiyi) /V. V. Kyrychenko ta in.; za redaktsiyeyu V. V. Kyrychenka. Kharkiv: Instytut roslynnytstva im. V. Y. Yur'yeva NAAN. 2014: 28. URL: https://yuriev.com.ua/assets/files/knigi/viroshhuvannya-nasinnya-gibridiv-sonyashniku-na-dilyankah-gibridizacii.pdf (In Ukrainian)
Whitted E. Evaluating the relationship of pollinator attractiveness to floret length in inbred sunflower (Helianthus annuus, Asteraceae) lines. Ames: Iowa State University. 2019: 47. https://dr.lib.iastate.edu/server/api/core/bitstreams/076d8fee-46ab-44ca-8fb0-4e1cb0a1f4fb/content
Yeremenko O. A., Pokoptseva L. A. The use of the method of multicriteria optimization for the choice of the better hybrid of sunflower in the conditions cultivation in the zone of the steppe of Ukraine. Bulletin of Sumy National Agrarian University. The series: Agronomy and Biology. 2017; 9: 121–125. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vsna_agro_2017_9_27 (In Ukrainian)
Zarochentseva O. D., Zhuk A. V., Fedoriak M. M., Cherlinka L. V., Tverdokhlib M. V., Herasymiuk P. V., Cherlinka V. R. The influence of insect pollination on the yield and oiliness of Helianthus annuus L. hybrid seeds. Biological systems. 2022; 14(1): 62–71. https://doi.org/10.31861/biosystems2022.01.062
Zarochentseva O. D., Cherlinka L. V., Zhuk A. V., Cherlinka V. R., Herasymiuk P. V., Fedoriak M. M. Impact of insect pollination on seed characteristics and yield of sunflower hybrids. Beekeeping of Ukraine. 2022; 1(9): 46–56. https://doi.org/10.46913/beekeepingjournal.2022.9.06
Zimmerman D. W., Zumbo B. D. Relative Power of the Wilcoxon Test, the Friedman Test, and Repeated-Measures ANOVA on Ranks. The Journal of Experimental Education. 1993; 62(1): 75–86. URL: https://www.jstor.org/stable/20152399
