UDK: 575.1.8 Letopis naučnih radova Godina 31 (007), broj 1, strana 146 15 Originalni naučni rad Original scientific paper HERITABILNOST VISINE STABLJIKE I PARAMETARA KLASA PŠENICE NA RITSKOJ CRNICI Petrović, Sofija, Dimitrijević, Miodrag, Belić, Milivoj 1 REZIME U radu su prikazani rezultati ogleda sa deset novosadskih sorti pšenice na ritskoj crnici. Ispitani su visina stabljike, dužina klasa i broj zrna po klasu. Pri tome je ustanovljeno najveće variranje visine stabljike. Na osnovu izračunatih vrednosti genotipskog (GCV) i fenotipskog (PCV) koeficijenta varijabilnosti, kao i heritabilnosti, ekološki faktori su se ispoljili kao značajan izvor varijabilnosti za broj zrna po klasu, dok je genetička komponenta više uticala na variranje visine stabljike i dužine klasa. Ključne reči: pšenica, visina stabljike, parametri klasa, heritabilnost, ritska crnica UVOD Pšenica (Triticum aestivum ssp. vulgare) je biljna vrsta koja ima veliki strateški značaj, jer se oko 70% svetskog stanovništva hrani pšeničnim hlebom (Jevtić, 1986). Zbog stalnog porasta humane populacije, sa jedne strane i smanjenja obradivih površina, sa druge strane, raste potreba za proizvodnjom ove kulture. Međutim, pšenica traži pogodno zemljište kako u pogledu plodnosti, tako i u pogledu fizičkih osobina i reakcije. Ako se posmatraju različiti tipovi zemljišta i njihova potencijalna plodnost, mogućnost gajenja pšenice bez mera popravke je jedino na zemljištu tipa černozem. Na ostalim zemljištima je potrebno primeniti odgovarajuće mere popravke (Jevtić, 1986). Prinos pšenice je složeno svojstvo, a jedan od ciljeva oplemenjivanja je dobijanje sorti sa visokim genetičkim potencijalom za prinos. Za uspešan efekat oplemenjivanja je potrebno da se ispita genetička varijabilnost sorti pšenice u različitim agroekološkim uslovima i na različitim kategorijama zemljišta, da bi mogao da se ustanovi stepen fenotipske varijacije i identifikuju izvori ove varijabilnosti. Pšenica je samooplodna biljka i kod stabilnih homozigotnih sorti ne bi trebalo da bude genetske varijabilnosti. Međutim, iz selekcione prakse je poznato da mnoga kvantitativna 1 Dr Sofija Petrović, vanr. prof.; dr Miodrag Dimitrijević, vanr. prof.; dr Milivoj Belić, vanr. prof., Departman za ratarstvo i povrtarstvo, Poljoprivredni fakultet, Novi Sad 146
svojstva pokazuju vrlo različit intenzitet varijabilnosti. Ovo upućuje na pomisao da nije u pitanju isključivo variranje zbog različitih ekoloških faktora, kako se to najčešće smatra, nego se radi i o prisutnosti genetske varijabilnosti (Mihaljev, 1968). Cilj ovog rada je da se ispita varijabilnost i heritabilnost visine stabljike, dužine klasa i broja zrna po klasu sorti pšenice na ritskoj crnici. MATERIJAL I METOD Ogled je postavljen na lokalitetu Kumane, u Banatu, na zemljištu tipa ritska crnica (sl. 1). Odabrano je deset novosadskih sorti ozime pšenice (Renesansa, Mina, Sofija, Sara, Zlatka, Tiha, Anastasija, Pesma, Pobeda i Partizanka). Sorte su sejane u ogledu po slučajnom blok sistemu, u tri ponavljanja, u redove dužine m, sa međurednim razmakom 0 cm i razmakom između biljaka u redu 10 cm. Sve analize komponenata prinosa su obavljene u fazi pune zrelosti biljaka, a primenjena je uobičajena agrotehnika. Slika 1. Ogled pšenice na lokalitetu Kumane (Banat) Figure 1. Wheat trial at the locality of Kumane (Banat) Komponente fenotipske varijanse su izračunate na osnovu podataka analize varijanse (ANOVA) slučajnog blok sistema (Hadživuković, 1989). S = MS MS /r gde je: g r e S = genetička varijansa MS g r = sredina kvadrata tretmana MS e = sredina kvadrata pogreške r = broj ponavljanja S = f S + g S gde je e S = fenotipska varijansa f S = ekološka varijansa MS = e e S e 147
Kao pokazatelji varijabilnosti izračunati su genotipski (GCV) i fenotipski (PCV) koeficijent varijacije (Singh and Chaudhary, 1976). ( f ) ( g ) PCV= S /x 100 GCV= S /x 100 Heritabilnost (h ), kao mera naslednosti, u širem smislu, predstavlja odnos između genetičke i ukupne fenotipske varijacije (Borojević, 1986). h = (S g / S f ) 100 Ogled je postavljen na zemljištu tipa ritska crnica (humoglej). To je hidromorfno zemljište, koje karakteriše povremeno ili trajno zasićenje vodom. Pripada klasi glejnih zemljišta sa tipom profila A G. Obrazuje se u rečnim dolinama (Tise, Dunava, Save, Begeja, Morave) i u depresijama, gde je relativno nizak nivo podzemne vode, koja može da dođe do same površine terena. Matični supstrat čine transportni sedimenti aluvijalni nanosi pretežno težeg mehaničkog sastava, pretaloženi les i eolski pesak. Na plavnim terenima se poplavnom vodom nanosi mulj, što doprinosi obrazovanju molično-akvatično-humusno akumulativnog horizonta. Najveći deo ritskih crnica je težeg mehaničkog sastava sa nepovoljnim vodno-vazdušnim svojstvima. Hemijska svojstva su povoljna, sa sadržajem humusa 3 6%, visokim kapacitetom adsorpcije i visokim stepenom zasićenosti bazama, pretežno jonom kalcijuma. U prirodnim uslovima preovlađuje period u kojem je zemljište vlažno i anaerobno, što uzrokuje njegovu malu produktivnost. Međutim, na površinama na kojima su izvršene hidrotehničke melioracije (sprečavanja poplava i snižavanja nivoa podzemnih voda) odvija se intenzivna proizvodnja (Škorić, 1986). REZULTATI I DISKUSIJA Visina stabljike je široko varirala među ispitivanim genotipovima. Najmanja srednja vrednost je uočena kod sorte Zlatka (68.6cm), a najveća srednja vrednost kod sorte Tiha (89.5cm). Pri tome, sorta Tiha je ispoljila najveću homogenost, sa koeficijentom varijacije V= 6.0%, a sorta Pesma je imala najveći koeficijent varijacije V= 3.6% (tab. 1). Tabela 1. Srednje vrednosti i varijabilnost visine stabljike (cm) ispitivanih sorti pšenice Table 1. Mean values and variability parameters for plant height of examined wheat varieties Sorte/Varieties x S V (%) Renesansa 79.7 1. 6.3 9.9 Mina 81.0 1. 63.6 9.8 Sofija 80.7 1.4 90.4 11.8 Sara 89.3 1.0 46.3 7.6 Zlatka 68.6 0.7 4. 7. Tiha 89.5 0.8 9.1 6.0 Anastasija 87.4 1.4 84.8 10.5 Pesma 71.6.5 83.9 3.6 Pobeda 85.3 1.3 70.0 9.8 Partizanka 83.3 1.1 51.0 8.6 NZR 0.05 = 6.68 NZR 0.01 = 9.15 S x 148
Komponente prinosa su većinom kvantitativna svojstva, čije obrazovanje je determinisano većim brojem gena koji ispoljavaju slabiji efekat, a svaki od njih doprinosi ekspresiji datog svojstva (Borojević, 1986). Međutim, visina stabljike se smatra kvantitativnim svojstvom, ali genski sistem kojim se nasleđuje je kompleksan i uključuje i major gene (Rht geni), Dimitrijević i sar. (005). Major geni, kao geni sa jakim pojedinačnim efektom, odredjuju fenotipsku ekspresiju svojstva, a variranje je uslovljeno minor genima. Ovakva genetička osnova se odražava i na široko variranje visine stabljike ispitivanih sorti pšenice. Dužina klasa varira od 7.1 cm kod sorte Anastasija, do 9.7 cm kod sorte Pesma. Najveću varijabilnost je ispoljila sorta Anastasija (V= 31.1%), koja je ujedno imala i najkraći klas. Najveću homogenost ove komponente prinosa su ispoljile sorte Zlatka i Pobeda (V= 8.7%), tab.. Navedene homogene sorte su ispoljile i nisku varijabilnost visine stabljike. Broj zrna po klasu se kreće od 3.5 kod sorte Mina, do 33.6 kod sorti Tiha i Zlatka. Najveće variranje ovog svojstva je zapaženo kod sorte Anastasija (V= 38.8%), a najhomogenija je bila sorta Sofija (V= 18.8%), tab. 3. Sorta Anastasija je ispoljila najveće variranje dužine klasa i broja zrna po klasu. Sorta Tiha ima najveću srednju vrednost visine stabljike, najhomogenija je za ovo svojstvo i ima najveću srednju vrednost broja zrna po klasu. Tabela. Srednje vrednosti i varijabilnost dužine klasa (cm) ispitivanih sorti pšenice Table. Mean values and variability parameters for spike lenght of examined wheat varieties Sorte / Varieties x S V (%) Renesansa 8.1 0. 1.0 1.6 Mina 7.9 0.1 1.7 10.8 Sofija 9. 0. 1.6 13.6 Sara 7.9 0.1 1.9 11.9 Zlatka 8.1 0.1 1.5 8.7 Tiha 8.6 0.1 1.9 11.1 Anastasija 7.1 0.3 4.5 30.1 Pesma 9.7 0.3 3.3 18.8 Pobeda 8.7 0.1 1.6 8.7 Partizanka 8.5 0.1 1.7 10.1 NZR 0.05 = 0.97 NZR 0.01 = 1.3 S x Vrednosti fenotipskog i genotipskog koeficijenta varijacije za visinu stabljike (PCV= 9.58% i GCV= 8.30%) ukazuju na homogenost ispitivanih sorti pšenice. U fenotipskoj varijaciji ove komponente prinosa, ekološki faktori imaju najmanji uticaj (S = 15.0), dok e je heritabilnost visoka i iznosi h = 75.15% (tab. 4). Navedeni rezultati su u saglasnosti sa onima koje navode Kobiljski (1998) i Subhani i Khaliq (1984), po kojima je dobijena visoka vrednost heritabilnosti i srazmerno mali udeo ekoloških faktora. Na fenotipsko variranje dužine klasa značajnije utiče genotipska komponenta varijanse (S = 0.44), tab. 4. Ovakav rezultat, kako navode Dimitrijević i sar. (1995) ukazuje na g 149
činjenicu da selekcioneri sa većom verovatnoćom mogu da predvide fenotipove potomstva za ovo svojstvo, imajući u vidu genotipove roditelja u kombinaciji ukrštanja. Tabela 3. Srednje vrednosti i varijabilnost broja zrna po klasu ispitivanih sorti pšenice Table 3. Mean values and variability parameters for grain number per spike of examined wheat varieties Sorte/Varieties x S V (%) Renesansa 9.3 1.4 8.9 31.1 Mina 3.5 1.0 46.9 9.1 Sofija 5.6 0.7 3.1 18.8 Sara 30.4 1.4 83.6 30.1 Zlatka 33.6 1.4 81.5 7.0 Tiha 33.6 1. 67.3 4.4 Anastasija 5.6 1.5 98.3 38.8 Pesma 8. 1.5 96.8 34.9 Pobeda 9. 1. 60.6 6.7 Partizanka 8.0 0.9 33.4 0.6 NZR 0.05 = 5.99 NZR 0.01 = 8.1 S x Heritabilnost je umereno visoka (h = 57.89%), tab. 4. Borojević (1986) smatra da sredina u kojoj se individue uzgajaju utiče na heritabilnost i kada sredina više varira heritabilnost se smanjuje, a uniformnija sredina povećava vrednost heritabilnosti. Tako je prema navedenom autoru, vrednost heritabilnosti za dužinu klasa 55.%, što je u saglasnoti sa dobijenim rezultatom u ovom radu. Tabela 4. Fenotipski (PCV), genotipski (GCV) koeficijenti varijacije, komponente fenotipske varijanse (S g genotipska, S e ekološka, S f fenotipska) i heritabilnost (h ) komponenti prinosa pšenice Table 4. Phenotypic (PCV), genotypic (GCV) coefficients of variation, components of variation (S g genotypic variability, S e environmental variability, S f phenotypic variability) and heritability (h ) of yield components in wheat Komponente prinosa / yield components PCV (%) GCV (%) S g S e S f h (%) Visina stabljike/ 9.58 8.30 45.96 15.0 61.16 75.15 Dužina klasa/ 10.41 7.9 0.44 0.3 0.76 57.89 Broj zrna po klasu/ 15.93 10.3 8.74 1.15 0.89 41.84 Broj zrna po klasu je varijabilno svojstvo, jer zavisi od broja klasića po klasu i uspeha oplodnje, na šta ukazuje vrednost fenotipskog koeficijenta varijacije (PCV= 15.3%). Uticaj ekološke u ukupnoj fenotipskoj varijansi je visok (S =1.15), što je u skladu sa srednje e visokom vrednošću heritabilnosti (h = 41.84%), tab. 4. Prema rezultatima koje navode Zečević i sar. (1998), broj zrna po klasu je svojstvo koje je u velikoj meri uslovljeno faktorima spoljne sredine i znatno otežava oplemenjivanje pšenice. 150
Kod kvalitativnih svojstava, koje kontrolišu geni jakog pojedinačnog efekta (major geni), varijacija fenotipa pod uticajem faktora spoljne sredine je daleko manje izražena, nego kod kvantitativnih svojstava (među koje spadaju visina stabljike, dužina klasa i broj zrna po klasu), koja su pod uticajem gena slabog pojedinačnog efekta (minor geni), Dimitrijević i Petrović (005). Borojević (1965) ističe kako razlika između kvantitativnih i kvalitativnih svojstava ne leži toliko u jačini efekta pojedinih naslednih osobina, koliko u relativnom značaju naslednosti i uticaja sredine u realizaciji jednog svojstva. Varijabilnost jednog kvantitativnog svojstva se sastoji iz genetske varijabilnosti uslovljene efektom naslednih osnova i od ekološke varijabilnosti uslovljene uticajem faktora spoljne sredine. Značaj i udeo ovih dveju komponenti je različit kod različitih svojstava, što su pokazali i rezultati dobijeni u ovom radu. ZAKLJUČAK Na osnovu dobijenih rezultata, može da se zaključi da je visina stabljike široko varirala među ispitivanim genotipovima. Najvišu stabljiku ima sorta Tiha, a najnižu sorta Zlatka, koja ujedno ima i najveći broj zrna po klasu. Dobijene vrednosti heritabilnosti ukazuju na značajan udeo genetičke komponente u nasleđivanju ispitivanih svojstava, posebno visine stabljike. Nivoi srednjih vrednosti analiziranih komponenti prinosa su niži od onih koje se dobijaju na zemljištu tipa černozem, što je konstatovano poređenjem sa ranije dobijenim rezultatima. Za postizanje stabilnih prinosa pšenice, na ritskoj crnici bi trebalo da se primene odgovarajuće meliorativne mere. LITERATURA 1. Borojević, Katarina (1986): Geni i populacija. Forum, Novi Sad.. Borojević, S. (1965): Način nasleđivanja i heritabilnost kvantitativnih svojstava u ukrštanjima raznih sorti pšenice. Savremena poljoprivreda, 7 8, 587 605. 3. Dimitrijević, M., Petrović, Sofija, Kraljević-Balalić, Marija, Ivezić, Jadranka (1995): Environmental and genetic variability of yield components in wheat. Genetika, 7, 159 168. 4. Dimitrijević, M., Petrović, Sofija, Belić, M., Hadžić, V., Kraljević-Balalić, Marija, Nešić, Ljiljana, Kapor, Z., Beljanski, N., Vuković, Nataša (005): Genetička varijabilnost sorti pšenice na solonjecu u uslovima popravke zemljišta. Letopis naučnih radova Poljoprivrednog fakulteta, 1, 100 11. 5. Dimitrijević, M. I Petrović Sofija (005): Genetika populacije. Adaptabilnost i stabilnost genotipa. Udžbenik. Poljoprivredni fakultet, Novi Sad i Naučni institut za ratarstvo i povrtarstvo, Novi Sad. 6. Jevtić, S. (1986): Pšenica (monografija). Naučna knjiga, Beograd. 7. Hadživuković, S. (1989): Statistika. Naučna knjiga, Beograd. 8. Kobiljski, B. (1998): Fenotipska varijabilnost i stabilnost kvantitativnih svojstava pšenice. Magistarska teza. Univerzitet u Novom Sadu, Poljoprivredni fakultet, Novi Sad. 9. Mihaljev, I. (1968): Ispitivanje heritabilnosti kvantitativnih svojstava od kojih zavisi prinos kod nekih sorti pšenice. Savremena poljoprivreda, 1, 47 63. 151
10. Singh, R.K. and Chaudhary, B.D. (1976): Biometrical Techniques in Genetics and Breeding. Editor: J.M. Varghese, International Bioscience, Publ. Hissar (India). 11. Subhani, G.M. and Khaliq, I. (1994): Path coefficient analysis in wheat. Pakistan Jour. SCI. RES., 37, 474 476. 1. Škorić, A. (1986): Postanak, razvoj i sistematika tla. Fakultet poljoprivrednih znanosti Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb. 13. Zečević, Veselinka, Knežević, D., Kraljević-Balalić, Marija and Mićanović, Danica (1998): Variability of number of grains per spike in wheat. Proceedings of nd Balkan Symposium of Field Crops, Novi Sad, 31 35. STEM HEIGHT AND SPIKE PARAMETERS HERITABILITY IN WHEAT GROWN ON BLACK HUMIC-GLEY SOIL by Petrović, Sofija, Dimitrijević, Miodrag, Belić, Milivoj SUMMARY The results of trial consisting of ten wheat varieties originated in the Institute of field and vegetable crops in Novi Sad that have been grown on humogley soil are given in the article. Genotypic and phenotypic variability of stem height, spike lenght and the number of grains per spike have been studied. The greatest variation has been denoted for the stem height. According to calculated values of genotypic (GCV) and phenotypic (PCV) variability coefficients, as well as, heritability values ecological factors appeared to be significant source of variability for the number of grains per spike, while genetic component of phenotypic variability was more influential reason of stem height and spike lenght variability. Key words: wheat, stem height, spike parameters, heritability, humogley Primljeno:.09.007. Prihvaćeno: 01.10.007. 15