Таблица 4

Результаты дисперсионного анализа: вклад и уровень значимости влияния разных факторов (месторасположения опытного участка и формы растения) в изменчивость фитомассы растений кивано

Примечания. * Жирным шрифтом выделены значения на уровне значимости p ≤ 0,05. ** Подчеркнуты значения на уровне значимости p ≤ 0,10.

Расположение различных форм кивано в плоскости канонических функций: 1 – сорт Зеленый дракон (P1), 2 – новозеландская форма 513 (P2) и 3 –F1 гибридная форма (P1 х P2)

Полученные данные анализировали методами описательной статистики, дисперсионного анализа и анализа дискриминантных функций с помощью статистического пакета Statistica 6.1.

Результаты исследования и их обсуждение

Растения кивано на всех опытных участках развивались хорошо (рисунок), сформировав к концу вегетации мощную надземную фитомассу (табл. 3), особенно растения гибридной и новозеландской форм.

Хотя по продукционным свойствам новозеландская форма кивано лидировала в условиях проведенного опыта, по свойствам собственно товарной продукции (средний и максимальный размер плодов) гибридная форма оказалась впереди (табл. 3). Полученный в нашем опыте урожай плодов форм кивано оказался ниже 3,2 кг/м2, или 1,7 кг/растение, зарегистрированных за 2006–2009 гг. в ЦСБС СО РАН [3], вероятнее всего, из-за различий в технологии выращивания и формирования растений: в данном опыте растения не пасынковали, чтобы исключить отчуждение надземной фитомассы.

Анализ дисперсии показателей роста и развития растений кивано, результаты которого представлены в табл. 4, выявил достоверное влияние фактора месторасположения участка (включающего, в частности, почвенно-агрохимические свойства и тепловой режим) на развитие надземной, подземной и общей фитомассы, а также и на отношение надземной фитомассы к подземной и к массе плодов. Вклад этого фактора в дисперсию изученных характеристик, испытавших его достоверное влияние, составил в среднем 64 %. Вклад фактора формы растения варьировал по всем показателям от 3 до 23 %, будучи статистически значимым на уровне 0,05 для подземной фитомассы (табл. 4). Если принять уровень значимости равным P ≤ 0,10, как это все чаще предлагают делать для экологических исследований, то и различия по надземной фитомассе и средней массе плодов кивано тоже будут близки к статистически значимым.

Тот факт, что практически две трети дисперсии изученных показателей роста и развития кивано определяются месторасположением опытных делянок, а не генотипическим различием растений, хорошо согласуется с представлением о кивано как о растении, способном интенсивно расти в разнообразных экосистемах с широким варьированием почвенно-экологических условий и чутко реагирующим на это варьирование даже в пределах тех небольших градиентов, наблюдавшихся в нашем опыте (табл. 1, 2).

По основным продукционным характеристикам растений (продукция надземной и общей фитомассы, плодов), а также по изученным структурным характеристикам фитомассы (отношение надземной к подземной фитомассе, отношение надземной фитомассы к массе плодов) растения кивано гибридной формы находились между родительскими формами (табл. 3).

Соотношение надземной к подземной фитомассе у новозеландской и гибридной формы было в 1,4 и 1,2 раза выше, соответственно, чем у растений сорта Зеленый дракон. Как мы отмечали ранее [2], преимущественное развитие надземной части растений свидетельствует, в частности, о благоприятной почвенно-агрохимической обстановке для роста и развития растений, и в данном случае о лучшем самочувствии растений новозеландской и гибридной формы в конкретно-экологической обстановке опыта. Но это также свидетельствует и о большем выносе питательных элементов из почвы растениями этих форм, что следует компенсировать надлежащей агротехникой (заделыванием фитомассы в почву, компостированием, внесением удобрений и т.п.).

Соотношение надземной фитомассы к массе плодов, характеризующее количество фотосинтезирующей массы на выход единицы товарной продукции, у растений новозеландской и гибридной форм было выше по сравнению с растениями сорта Зеленый дракон в 2,3 и 1,4 раза, соответственно (табл. 3).

Для того, чтобы определить, какие показатели роста и развития растений кивано лучше отличают изученные формы, мы провели анализ дискриминантных функций по матрице данных с изученными характеристиками фитомассы растений кивано в качестве переменных анализа, и разными формами растений на разных опытных делянках в качестве объектов (наблюдений). В модель дискриминации форм кивано оказались включены средний размер плодов (p = 0,02), который делает основной вклад в первую каноническую функцию; отношение надземной фитомассы к их массе (p = 0,05) и масса плодов (p = 0,21), которая делает основной вклад во вторую каноническую функцию. Расположение форм кивано в плоскости канонических функций представлено на рисунке, где хорошо видно, что растения новозеландской и гибридной форм группируются ближе друг к другу, и, за исключением двух точек, обособленно от растений сорта Зеленый дракон.

Неприхотливость кивано делает эту культуру весьма привлекательной для выращивания в условиях открытого грунта. Селекционные усилия в направлении создания новых сортов кивано для выращивания в условиях юга Западной Сибири (и схожих с ними), наряду с учетом раннеспелости и продуктивности, должны быть направлены на селекцию признаков, связанных с органолептическими и биохимическими свойствами плодов, их лежкостью и декоративностью.

Необходимо заметить, что вегетационный сезон 2015 года на юге Западной Сибири был очень теплый, особенно в плане ночных температур, что, очевидно, способствовало росту и плодоношению растений кивано в условиях открытого грунта, особенно новозеландской формы. Ожидаемое потепление климата, особенно в евроазиатской части России, несомненно, будет способствовать распространению этой культуры.

Выводы

Наиболее продукционно-способной в плане биологической продукции в условиях открытого грунта вегетационного сезона 2015 года на юге Западной Сибири оказалась новозеландская форма кивано по сравнению с сортом Зеленый дракон и гибридом между ними. В связи с повышенной по сравнению с другими формами продукцией новозеландская форма выносит больше питательных элементов из почвы, что следует компенсировать надлежащей агротехникой.

Значения средней и максимальной массы плода были более высокие у гибридной формы кивано, что свидетельствует о ее перспективности.

Дискриминантный анализ позволяет хорошо визуализировать расстояние между разными формами растений по совокупности нескольких переменных, будучи полезным для селекционных исследований: так, по совокупности изученных показателей гибридная форма оказалась ближе к новозеландской.

Селекционные усилия в направлении создания новых сортов кивано для выращивания в условиях приусадебных хозяйств в основном должны быть направлены на малорослость растений и лежкость, декоративность и органолептические свойства плодов.

Исследования выполнены при финансовой поддержке проекта VI.54.1.4. «Биологические и биогеохимические функции почв как компонента наземных экосистем Сибири» (государственная регистрация № 01201350243, ИСГЗ № 0313-2014-0002).