Огінова І.О., Кравченко О.В.

Дніпропетровський національний університет ім. О. Гончара

Використання планованого факторного експерименту для

вивчення репродуктивної сфери кукурудзи

Здатність залишати фертильне потомство є однією з найважливіших функцій будь-якої групи живих організмів у біосфері. Ще більшого значення вона набуває в умовах агрофітоценозу, оскільки людина підтримує його існування тільки з метою одержання високих урожаїв вирощуваної культури. Внаслідок цього особлива увага приділяється забезпеченню відповідної надійності формування репродуктивної сфери культурних рослин у змінному середовищі. Досягнення цієї мети базується на існуванні безвідмовних зв'язків між вегетативною та генеративною складовими онтогенезу – нормальний вегетативний розвиток рослин створює умови для успішного розгортання подальшої програми репродукції.

Досліди проводилися на базі стаціонару Інституту зернового господарства Української академії аграрних наук, розташованого у Дніпропетровському районі центральної ґрунтово-кліматичної зони Дніпропетровської області. Об’єктом дослідження слугувала кукурудза гібрид Дніпровський 320. Протягом вегетаційного періоду вимірювали розмір волотей кукурудзи, стерильність пилку та об’єм фертильних пилкових зерен. Одержані результати обробляли статистично з рівнем надійності 95%. Математичні моделі опису залежності стану репродуктивної сфери від сумісного використання різних способів обробки ґрунту та гербіцидів одержували згідно з методом планованого факторного експерименту, який дозволяє в умовах невизначеності з’ясувати механізм дії відповідних зовнішніх факторів.

Одержані результати дозволили встановити суттєвість впливу різних агротехнічних заходів на репродуктивну сферу кукурудзи. Сила цього впливу та його спрямованість змінюється в залежності від стадії розвитку рослин та особливостей їх реагування на ті чи інші способи догляду за посівами (табл. 1).

Таблиця 1

Вплив різних типів оранки (х₁) та гербіцидів (х₂) на розмір волотей

кукурудзи (у)

Варіанти	Фаза розвитку кукурудзи	Математична модель
Різні способи обробки ґрунту + атразин у дозах 4-8 кг/га	4-5 листків	у = 0,270 – 0,290 х2
	8-9 листків	у = 4,943 - 0,173 х1 – 0,097 х1х2
	11-12 листків	у = 11,090 – 0,207 х1 – 1,968х2 + 0,548 х1х2
Різні способи обробки ґрунту + примекстра у дозах 4-6 л/га	4-5 листків	у = 0,266 – 0,030х2
	8-9 листків	у = 4,986 – 0,152х1х2
	11-12 листків	у = 13,050 – 0,590 х2 + 1,100 х1х2

На підставі одержаних моделей можна стверджувати, що стадії 4-5 листків у кукурудзи суттєвим є тільки вплив гербіцидів і цей вплив негативно позначається на розмірах волотей культурних рослин. Така тенденція однаковою мірою характерна як для атразину, так і для примекстри. Відмінність полягає в тому, що останній гербіцид діє більш м’яко, але відповідний ефект усе ж таки має значення.

На стадії 8-9 листків вимальовується певна специфічність у розмірах волотей в залежності від діючої речовини гербіцидів, а саме, зникає самостійний ефект обох гербіцидів, а на фоні атразину набуває значення тип оранки. В обох випадках зберігається негативний ефект взаємодії типу оранки з гербіцидами.

Перед викиданням волотей, на стадії 11-12 листків, для варіанту з атразином характерним є наявність негативних ефектів як неадекватного типу оранки, так і гербіцидів, але ефект їхньої взаємодії є позитивним. На фоні примекстри значення має тільки сам гербіцид, а внесок обробки ґрунту у формування волотей обмежується тільки ефектом взаємодії досліджуваних факторів, який має додатну спрямованість.

Отримані результати дозволяють говорити про те, що на різних стадіях репродуктивного розвитку кукурудзи відбуваються мобільна переорієнтація онтогенетичних адаптацій до використання різних агротехнічних заходів. При цьому на тлі гербіцидів спостерігається прогресуюче зростання стерильності пилку і зменшення об’єму фертильних пилкових зерен. Відповідні математичні моделі приведені у табл. 2.

Таблиця 2

Вплив різних типів оранки (Х₁) та гербіцидів (Х₂) на стан пилку

кукурудзи

Варіанти	Математична модель
Стерильність пилку
Різні типи оранки + атразин	у = 13,68 + 1,59х2 + 0,28 х1х2
Різні типа оранки + примекстра	у = 16,14 + 4,9х2 + 0,28 х1х2
Об'єм фертильного пилку
Різні типи оранки + атразин	у =17,32 + 0,26х1 +0,47 х2 -0,35 х1х2
Різні типа оранки + примекстра	у = 18,68 – 0,28 х2 – 0,88 х1х2

Аналіз одержаних моделей дозволяє стверджувати, що тип оранки виявляється несуттєвим для стерильності пилку, оскільки відповідний власний ефект цього фактору відсутній. Натомість гербіциди, як і невдале сполучення їх із різними варіантами обробки ґрунту, суттєво погіршують стан чоловічих гамет кукурудзи. Їхня стерильність є найбільшою на фоні безполицевої оранки та мінімальних доз гербіцидів, що може зумовлюватися недостатньо ефективним винищенням бур’янів. Об’єм фертильних пилкових зерен при цьому зменшується. Тенденція до компенсаторного збільшення їх розмірів в умовах хімічного стресу є характерною лише на фоні безполицевої обробки ґрунту і практично не вираженою на тлі полицевої оранки. Так за допомогою методу планованого факторного експерименту і побудови відповідних можна здійснювати оптимальний для кукурудзи режим догляду за посівами.