DOI: https://doi.org/10.21498/2518-1017.16.2.2020.209354

Assessment of the adaptive potential of spring rapeseed varieties (Brassica napus L.) in different soil and climatic zones of Ukraine

Л. М. Присяжнюк, О. В. Топчій, С. Г. Димитров, З. Б. Києнко, С. О. Черній

Abstract


Purpose. To study the stability and plasticity of spring rapeseed varieties, in order to assess their adaptability potential in the Steppe, Forest-Steppe and Polissia zones, and also select the most ecologically plastic varieties among them.

Methods. Field, laboratory, analytical and statistical.

Results. Seven varieties of spring rapeseed, included in the State Register of Plant Varieties suitable for dissemination in Ukraine, were studied on indicators of plasticity and stability of yield traits, weight of 1000 seeds, protein and oil content. The highly plastic intensive varieties ‘DK 7150 CL’, ‘DK 7160 CL’ and ‘Sunder’ were selected for yield among the studied varieties, which are able to respond appropriately to changing of growing conditions. Varieties ‘DK 7150 CL’ and ‘DK 7160 CL’ belong to intensive varieties for the parameter of weight of 1000 seeds. The variety ‘Sunder’ was also highly plastic for this parameter. The varieties ‘Axana’, ‘Bilder’ and ‘CLICK CL’, according to their protein content, belong to the intensive type varieties that are capable of combining sufficiently high valu­es of the studied parameter with its stability under changing conditions. Variety ‘DK 7150 CL’, which was low-plastic, has a rather low positive value of the average group deviation of the reaction stability coefficient, therefore, it can be attributed to widely adapted genotypes. Varieties ‘DK 7160 CL’, ‘DK 7175 CL’ and ‘Sander’ belong to highly plastic intensive varieties in oil content. Varieties ‘DK 7175 CL’, ‘Builder’ and ‘CLICK CL’ are showed high stability for yield, varieties ‘Axana’, ‘Sunder’ and ‘CLICK CL’ for weight of 1000 seeds. The varie­ties ‘DK 7160 CL’, ‘DK 7175 CL’, ‘DK 7150 CL’ and ‘Sunder’ were highly stable in protein content, in oil content – varieties ‘DK 7150 CL’, ‘Axana’, ‘Builder’ and ‘CLICK CL’.

Conclusions. It were established that high-intensity varieties for yield and weight of 1000 seeds in the Steppe, Forest-Steppe and Polissia zones are ‘DC 7160 CL’ and ‘DK 7150 CL’, for protein content – varieties ‘Axana’, ‘Builder’ and ‘CLICK CL’, for oil content – varieties ‘DK 7160 CL’, ‘DK 7175 CL’ and ‘Sunder’. The evaluation of the plasticity and stability of rapeseed varieties, which were included in the State register of plant varieties suitable for dissemination in Ukraine, makes it possible to select varieties that belong to the intensive type. According to the research results, varieties which are able to successfully adapt to the limiting environmental factors and stress in various soil and climatic zones have been selected.


Keywords


stability; plasticity; intensive varieties; spring rapeseeds

References


Aghdam, A. M., Sayfzadeh, S., Rad, A. S., Valadabadi, S. A., & Zakerin, H. R. (2019). The assessment of water stress and delay cropping on quantitative and qualitative traits of rapeseed genotypes. Ind. Crop. Prod., 131, 160–165. doi: 10.1016/j.indcrop.2019.01.051

Kalenska, S. M., Melnyk, A. V., & Polezhai, O. H. (2013). Plasticity and stability of modern varieties and hybrids of spring rape in the Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Vìsnik Sums’kogo nacìonal’nogo agrarnogo unìversitetu. Agronomìâ ì bìologìâ [He­rald of Sumy National Agrarian University. Series: Agronomy and Biology], 3, 238–241. [in Ukrainian]

Franchuk, M. O., & Popiak, O. H. (2020). Trends in oilseeds cultivation in Ukraine under climate change. In Proc. of the 3rd Int. Sci. and Pract. Conf. «Challenges in Science of Nowadays» (pp. 306–310). 6–8 April, 2020, Washington, USA: EnDeavours Publisher. [in Ukrainian]

Prysiazhniuk, L. M., Shovhun, O. O., Korol, L. V., & Korovko, I. I. (2016). Estimation of indicators of stability and plasticity of new hybrids of corn (Zea mays L.) in the conditions of Polissya and Steppe of Ukraine. Plant Var. Stud. Prot., 2, 16–21. doi: 10.21498/2518-1017.2(31).2016.70050. [in Ukrainian]

Gunasekera, C. P., Martin, L. D., Siddique, K. H. M., & Walton, G. H. (2006). Genotype by environment interactions of Indian mustard (Brassica juncea L.) and canola (B. napus L.) in Mediterranean-type environments: Crop growth and seed yield. Eur. J. Agron., 25(1), 1–12. doi: 10.1016/j.eja.2005.08.002

Hammed, M. Y. (2005). Stability of rapeseed (Brassica napus L.) varieties under rainfall conditions in Northeren of Iraq. Mesopotamia Journal of Agriculture, 33(2), 2–9. doi: 10.33899/magrj.2012.36051

Tsialtas, J. T., Papantoniou, A. N., Baxevanos, D., Papadopoulos, I. I., Karaivazoglou, N., Maslaris, N., & Papakosta, D. K. (2017). Determinants of yield and quality in winter rapeseed (Brassica napus L.) under Mediterranean conditions. J. Agric. Sci., 155(10), 1577–1593. doi: 10.1017/S0021859617000727

Peltonen-Sainio, P., Jauhiainen, L., & Sadras, V. O. (2011). Phenotypic plasticity of yield and agronomic traits in cereals and rapeseed at high latitudes. Field Crop. Res., 124(2), 261–269. doi: 10.1016/j.fcr.2011.06.016

Melnyk, A. V., Prysiazhniuk, O. I., & Bondarchuk, I. L. (2016). Estimation of stability and plasticity of yield indicators of winter rape varieties and hybrids in different agroclimatic zones of Ukraine. Vìsnik Sums’kogo nacìonal’nogo agrarnogo unìversitetu. Agronomìâ ì bìologìâ [Herald of Sumy National Agrarian University. Series: Agronomy and Biology], 9(32), 145–149. [in Ukrainian]

Melnyk, A. V. (2014). Estimation of stability and ecological plasticity of varieties and hybrids of spring rape in the conditions of the northern part of the Left-Bank Forest-Steppe of Ukraine. Zbirnyk naukovykh prats VNAU. Ekolohiia [Collection of scientific works of VNAU. Ecology], 5(82), 198–206. [in Ukrainian]

Komarova, I. B., Vynovets, V. H., & Senyk, R. V. (2015). Determination of ecological plasticity of selection samples of spring rape. Naukovo-tehničnij bûleten Ìnstitutu olìjnih kul˜tur NAAN [Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Oilseed Crops NAAS], 22, 12–17. [in Ukrainian]

Babii, S. I., Honchar, T. M., Ruda, I. V., & Yurchuk, S. S. (2014). Correlations between productivity elements and ecological parameters of spring rapeseed samples. Kormi ì kormovirobnictvo [Feeds and Feed Production], 79, 107–112. [in Ukrainian]

Seregina, N. V. (2018). Dependence of the yield of spring rapeseed on the parameters of its adaptability. Vestnik agrarnoy nauki [Agricultural Science Bulletin], 4, 47–52. doi: 10.15217/48484 [in Russian]

Tkachyk, S. O. (Ed.). (2015). Metodyka provedennia ekspertyzy sortiv roslyn hrupy tekhnichnykh ta kormovykh na prydatnist do poshyrennia v Ukraini (PSP) [Methods of examination of plant varieties of technical and fodder groups for suitability for the value for Cultivation and Use in Ukraine (VCU)]. (3rd ed., rev.). Vinnytsia: Nilan-LTD. [in Ukrainian]

Tkachyk, S. O. (Ed.). (2015). Metodyka derzhavnoi naukovo-tekhnichnoi ekspertyzy sortiv roslyn. Metody vyznachennia pokaznykiv yakosti produktsii roslynnytstva [Methods of state scientific and technical examination of plant varieties. Methods for determining the quality of crop products]. (4rd ed., rev.). Vinnytsia: Nilan-LTD. [in Ukrainian]

Eberhart, S. А., & Russell, W. A. (1966). Stability parameters for comparing varieties. Crop Sci., 6(1), 36–40. doi: 10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011x

Prysiazhniuk, O. I., & Korol, L. V. (2014). Evaluation of adaptive features of new varieties of peas. Novìtnì agrotehnol. [Advanced agritechnologies], 1(2), 12–22. doi: 10.21498/na.1(2).2014.119078 [in Ukrainian]

Prysiazhniuk, O. I., Kaliuzhna, E. A., Ukrainets, V. V., & Shevchenko, O. P. (2013). Stability and plasticity of pea varieties selected by Uladovo-Lyulinetska research and selection station. Tsukrovi buriaky [Sugar beets], 6, 19–20. [in Ukrainian].

Peirson, B. E. (2015). Plasticity, stability, and yield: The origins of Anthony David Bradshaw’s model of adaptive phenotypic plasticity. Studies in History and Philosophy of Science Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences, 50, 51–66. doi: 10.1016/j.shpsc.2015.01.005

Sokol, T. V., Petrenkova, V. P., & Kobyzieva, L. N. (2012). Ecological plasticity and stability of pea gene pool samples for resistance to diseases and pests. Selekciâ i nasìnnictvo [Plant Breeding and Seed Production], 101, 20–29. doi: 10.30835/2413-7510.2012.59679. [in Ukrainian]

Temesgen, T., Keneni, G., Sefera, T., & Jarso, M. (2015). Yield stability and relationships among stability parameters in faba bean (Vicia faba L.) genotypes. Crop J., 3(3), 258–268. doi: 10.1016/j.cj.2015.03.004


GOST Style Citations


1. Aghdam A. M., Sayfzadeh S., Rad A. S. et al. The assessment of water stress and delay cropping on quantitative and qualitative traits of rapeseed genotypes. Ind. Crop. Prod. 2019. Vol. 131, P. 160–165. doi: 10.1016/j.indcrop.2019.01.051

2. Каленська С. М., Мельник А. В., Полежай О. Г. Пластичність та стабільність сучасних сортів і гібридів ріпаку ярого в Лівобережному Лісостепу України. Вісник СНАУ. Сер. : Агрономія і біологія. 2013. Вип. 3, № 25. С. 238–241.

3. Франчук М. О., Поп’як О. Г. Тенденції вирощування олійних культур в Україні за умов зміни клімату. Proc. of the 3rd Int. Sci. and Pract. Conf. «Challenges in Science of Nowadays» (Washington, April 6–8, 2020). Washington, USA: EnDeavours Publisher, 2020. P. 306–310.

4. Присяжнюк Л. М., Шовгун О. О., Король Л. В., Коровко І. І. Оцінка показників стабільності й пластичності нових гібридів кукурудзи (Zea mays L.) в умовах Полісся та Степу України. Plant Var. Stud. Prot. 2016. № 2. С. 16–21. doi: 10.21498/2518-1017.2(31).2016.70050

5. Gunasekera C. P., Martin L. D., Siddique K. H. M., Walton G. H. Genotype by environment interactions of Indian mustard (Brassica juncea L.) and canola (B. napus L.) in Mediterranean-type environments: 1. Crop growth and seed yield. Eur. J. Agron. 2006. Vol. 25, Iss. 1. P. 1–12. doi: 10.1016/j.eja.2005.08.002

6. Hammed M. Y. Stability of rapeseed (Brassica napus L.) varieties under rainfall conditions in Northeren of Iraq. Mesopotamia Journal of Agriculture. 2005. Vol. 33, Iss. 2. Р. 2–9.  doi: 10.33899/magrj.2012.36051

7. Tsialtas J. T., Papantoniou A. N., Baxevanos D. et al. Determinants of yield and quality in winter rapeseed (Brassica napus L.) under Mediterranean conditions. J. Agric. Sci. 2017. Vol. 155, Iss. 10. Р. 1577–1593. doi: 10.1017/S0021859617000727

8. Peltonen-Sainio P., Jauhiainen L., Sadras V. O. Phenotypic plasticity of yield and agronomic traits in cereals and rapeseed at high latitudes. Field Crop. Res. 2011. Vol. 124, Iss. 2. Р. 261–269. doi: 10.1016/j.fcr.2011.06.016

9. Мельник А. В., Присяжнюк О. І., Бондарчук І. Л. Оцінка стабільності та пластичності показників урожайності сортів та гібридів ріпаку озимого в різних агрокліматичних зонах України. Вісник СНАУ. Сер. : Агрономія і біологія. 2016. № 9. С. 145–149.

10. Мельник А. В. Оцінка стабільності та екологічної пластичності сортів і гібридів ріпаку ярого в умовах північної частини Лівобережного Лісостепу України. Зб. наук. праць ВНАУ. Екологія. 2014. Вип. 5, № 82. С. 198–206.

11. Комарова І. Б., Виновець В. Г., Сеник Р. В. Визначення екологічної пластичності селекційних зразків ярого ріпака. Наук.-техн. бюл. Ін-ту олійних культур НААН. 2015. № 22. С. 12–17.

12. Бабій С. І., Гончар Т. М., Руда І. В., Юрчук С. С. Кореляційні зв’язки між елементами продуктивності та екологічні параметри сортозразків ріпаку ярого. Корми і кормовиробництво. 2014. Вип. 79. С. 107–112.

13. Серегина Н. В. Зависимость урожайности ярового рапса от параметров его адаптивности. Вестник аграрной науки. 2018. № 4. С. 47–52. doi: 10.15217/48484

14. Методика проведення експертизи сортів рослин групи технічних та кормових на придатність до поширення в Україні (ПСП) / за ред. С. О. Ткачик. 3-є вид., вип. і доп. Вінниця : Нілан-ЛТД, 2015. 74 с.

15. Методика державної науково-технічної експертизи сортів рослин. Методи визначення показників якості продукції рослинництва / за ред. С. О. Ткачик. 4-е вид., вип. і доп. Він­ниця : Нілан-ЛТД, 2015. 160 с.

16. Eberhart S. А., Russell W. A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Sci. 1966. Vol. 6, Iss. 1. P. 36–40. doi: 10.2135/cropsci1966.0011183X000600010011x

17. Присяжнюк О. І., Король Л. В. Оцінка адаптивних особливостей нових сортів гороху. Новітні агротехнології. 2014. № 1. C. 12–22. doi: 10.21498/na.1(2).2014.119078

18. Присяжнюк О. І., Калюжна Е. А., Українець В. В., Шевченко О. П. Стабільність та пластичність сортів гороху селекції Уладово-Люлинецької дослідно-селекційної станції. Цукрові буряки. 2013. № 6. С. 19–20.

19. Peirson B. E. Plasticity, stability, and yield: The origins of Anthony David Bradshaw’s model of adaptive phenotypic plasticity. Studies in History and Philosophy of Science Part C: Studies in History and Philosophy of Biological and Biomedical Sciences. 2015. Vol. 50. Р. 51–66. doi: 10.1016/j.shpsc.2015.01.005

20. Сокол Т. В., Петренкова В. П., Кобизєва Л. Н. Екологічна пластичність та стабільність зразків генофонду гороху за стійкістю до хвороб та шкідників. Селекція і насінництво. 2012. Вип. 101. С. 20–29. doi: 10.30835/2413-7510.2012.59679

21. Temesgen T., Keneni G., Sefera T., Jarso M.  Yield stability and relationships among stability parameters in faba bean (Vicia faba L.) genotypes. Crop J. 2015. Vol. 3, Iss. 3. Р. 258–268.    doi: 10.1016/j.cj.2015.03.004







Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

DOI: 10.21498/2518-1017

Flag Counter