Характер мінливості показника життєздатності гусениць шовковичного шовкопряда різних породних груп упродовж середнього сонячного циклу. Вплив різких змін сонячної активності на їх життєздатність. Використання виявленої закономірності при їх розведенні.
Аннотация к работе
Вирішувати існуючу проблему можна двома шляхами: 1) спрямувати селекційну роботу на створення низькопластичних порід і обмежитись використанням генотипів шовкопряда з середнім, але стійким рівнем шовкової продуктивності для екстенсивного типу господарювання; 2) передбачити можливі зміни екологічних факторів та спрогнозувати величину впливу середовища з метою підбору та використання генотипів шовкопряда з відповідними властивостями. Робота виконана в лабораторії селекції шовковичного шовкопряда, як складова частина плану науково-дослідних робіт Інституту шовківництва УААН за завданням 01 “Розробити теоретично обґрунтовану і математично змодельовану схему селекційної роботи з шовковичним шовкопрядом, вивести і впровадити на цій основі продуктивні породи і гібриди з комплексом заданих властивостей” (номер державної реєстрації 0101U001851). Провести комплексну оцінку залежності життєздатності різних породних груп шовковичного шовкопряда від прямого та опосередкованого впливу циклічних змін зовнішніх факторів. Вперше досліджена динаміка кількісних та якісних показників корму відповідно до років сонячного циклу і встановлено, що на гілці зростання сонячної активності та в епоху її максимуму врожайність листя шовковиці значно знижується, а в період спаду сонячної активності врожайність листя зростає.Основним завданням даного розділу досліджень було визначення структурної характеристики ряду багаторічної динаміки показника ЖГ шовкопряда. Домінуючою складовою мінливості часового ряду є гармонічні коливання з періодом 9-13 років, які мають певні зміщення по фазі і амплітуді і в цілому складають 39 % загальної варіації показника ЖГ шовкопряда. Одержані результати свідчать про існування спільної частотної області, яка робить найбільший внесок у циклічні зміни часових рядів сонячної активності та життєздатності гусениць шовкопряда, складовими частинами якої є декілька близьких частот з максимумом, який відповідає коливанням з періодом 11,2 роки. В епоху максимуму сонячної активності (М) відбулося значне зростання показника ЖГ шовковичного шовкопряда у порівнянні з його значеннями у рік (-1) та період зростання СА (Р 0,05). Аналіз диференціалу показника життєздатності (приріст у суміжні роки - DЖГ) дає змогу визначити, у які роки сонячного циклу життєздатність гусениць шовкопряда змінюється найбільше (табл.За результатами проведених досліджень встановлено і експериментально обґрунтовано циклічний характер мінливості показника життєздатності гусениць шовковичного шовкопряда та розроблено довгостроковий прогноз життєздатності порід у змінних умовах середовища. Результати спектрального аналізу часових рядів сонячної активності і життєздатності гусениць свідчать про існування певної частотної області, яка робить істотний внесок в циклічність змін обох показників. Проведений ретроспективний аналіз мінливості показника життєздатності гусениць за роками сонячного циклу, а також результати експериментальних весняних вигодівель 2000 - 2004 років свідчать, що сприятливим для вигодівлі шовковичного шовкопряда є період від епохи максимуму сонячної активності до року ( 4) включно (Р <0,05), який можна вважати одиницею біологічного циклу розвитку популяції шовковичного шовкопряда. Результати досліджень продуктивності кормової бази за роками сонячного циклу свідчать, що період зростання сонячної активності та епоха її максимуму є несприятливими і спричиняють відносно низьку врожайність листя (Р <0,05).
Вывод
Експериментальне обґрунтування характеру зміни показника життєздатності гусениць шовкопряда з використанням статистичних методів досліджень
Основним завданням даного розділу досліджень було визначення структурної характеристики ряду багаторічної динаміки показника ЖГ шовкопряда. Результати компонентного аналізу часового ряду дають підставу стверджувати про циклічність динаміки показника ЖГ, що підтверджується характером розміщення обєктів у фазовому просторі перших трьох головних компонент (рис. 1, 2).
Домінуючою складовою мінливості часового ряду є гармонічні коливання з періодом 9-13 років, які мають певні зміщення по фазі і амплітуді і в цілому складають 39 % загальної варіації показника ЖГ шовкопряда.
Для пояснення одержаних результатів з позиції дії глобальних факторів середовища, а також можливості проведення кількісного прогнозу досліджуваної ознаки, застосували регресивний і спектральний аналізи. Виключення лінійних моделей тренду з емпіричних даних дозволило зосередитись на побудові математичної моделі циклічної складової. У розрахунках були використані сполучення тригонометричних функцій sin і cos з періодом коливань 8, 11,2 і 56 років.
Побудову заключної моделі проводили як суму моделей тренду і періодичних складових. Використання гармонічних складових, які представляли найбільш інформативні регресори моделі, дозволило пояснити 55 % (R2 = 0,548, p< 0,01) мінливості часового ряду життєздатності шовковичного шовкопряда.
Цілком ймовірно, що введенням додаткових гармонік можна досягти більш високої інформативності моделі, але це не означатиме її високої адекватності природним процесам і можливості прогнозування. Ми маємо справу з сильностохастичною динамікою, тому використання методу апроксимуючих формул з метою екстраполяційного прогнозування є недоцільним (Гражданников Е.Д., 1988).
Враховуючи циклічну структуру часового ряду сонячної активності, яку в певній мірі можна використати в якості предиктора змін середовища (Дружинин И.П., 1987; Белецкий Е.Н., 1993), ми застосували спектральний аналіз частотних компонент часових рядів сонячної активності (СА) і життєздатності шовкопряда на існування синхронних коливань.
Одержані результати свідчать про існування спільної частотної області, яка робить найбільший внесок у циклічні зміни часових рядів сонячної активності та життєздатності гусениць шовкопряда, складовими частинами якої є декілька близьких частот з максимумом, який відповідає коливанням з періодом 11,2 роки. Враховуючи зазначене, подальші дослідження були зосереджені в напрямку виявлення якісних закономірностей динаміки часового ряду життєздатності шовкопряда упродовж середнього сонячного циклу. Аналіз динаміки показника життєздатності гусениць шовковичного шовкопряда упродовж середнього сонячного циклу Динаміка життєздатності гусениць загальної групи порід. Динаміка показника життєздатності гусениць загальної групи порід (N) відображає стан усієї штучної популяції шовковичного шовкопряда (табл. 1).
Таблиця 1 - Рівень життєздатності гусениць у загальній групі порід шовковичного шовкопряда упродовж 11-річного сонячного циклу, %
Починаючи з епохи мінімуму сонячної активності (m), період зростання СА (роки -2 та -1) позначився на зниженні показника ЖГ з відносно великою долею похибки, що не дає змогу говорити про достовірний характер цього зниження у порівнянні з попереднім роком ( 6). В епоху максимуму сонячної активності (М) відбулося значне зростання показника ЖГ шовковичного шовкопряда у порівнянні з його значеннями у рік (-1) та період зростання СА (Р 0,05). Для років максимальної швидкості зростання та зниження СА (-1 та 3) було характерним зниження життєздатності популяції шовковичного шовкопряда та зростання дисперсії показника ЖГ. У рік ( 5) також відбулося зниження показника ЖГ та ріст похибки у порівнянні з попередніми роками (Р > 0,05), що, на нашу думку, є відповіддю популяції на характерне для цього періоду посилення геомагнітної активності на атмосферу Землі (Витинский Ю.И., 1983).
Динаміка життєздатності гусениць різних породних груп шовковичного шовкопряда. Для більш детального вивчення динаміки життєздатності гетерогенної популяції шовковичного шовкопряда, необхідно було дослідити життєздатність груп порід з різним рівнем коефіцієнта варіації та генотипного потенціалу упродовж років сонячного циклу (табл. 2). Найменш чутливими до змін середовища виявились генотипи з низьким коефіцієнтом варіації (CV1), про що свідчить амплітуда коливань та недостовірні відмінності між рівнями показників ЖГ і їх низька дисперсія (Р > 0,05). На відміну від інших груп порід, зростання показника ЖГ у цієї групи розпочалося за рік до епохи максимуму СА.
Для порід з середнім рівнем коефіцієнта варіації (CV2) можна виділити два періоди у сонячному циклі: сприятливий - від (М) до ( 4), та несприятливий - від ( 5) до (-1) включно.
Таблиця 2 - Рівень життєздатності гусениць у різних породних групах шовковичного шовкопряда впродовж 11-річного сонячного циклу, %
Життєздатність порід з високим коефіцієнтом варіації (CV3) та низьким генотипним потенціалом (ГП1) на гілці зростання сонячної активності характеризувалась низьким абсолютним рівнем показника з великою долею похибки. На стан життєздатності обох груп умови року (-1) та епохи (М) мали особливий вплив, про що свідчить наявність вірогідних відмінностей між показниками життєздатності гусениць (Р < 0,01).
Оскільки вірогідних відмінностей між рівнями показників ЖГ упродовж сонячного циклу в групі ГП2 не виявлено, то можна вважати, що породи з високим генотипним потенціалом не суттєво реагують на зміни навколишнього середовища у порівнянні з породами, що мають низький генотипний потенціал. У порід цієї групи, як і у групи CV1, у роки з максимальним рівнем СА відбувалось зростання показника ЖГ (Р > 0,05), а рівень похибки істотно зменшився (Р < 0,001).
У порівнянні з іншими породами, життєздатність генотипів з середнім рівнем коефіцієнта варіації (CV2) та низьким генотипним потенціалом (ГП1) у більшій мірі обумовлені змінами СА, вираженими у числах Вольфа (W), на що вказує рівень кореляційних звязків (r = 0,65 та 0,57, відповідно; Р < 0,05).
Характерно, що в усіх групах порід шовковичного шовкопряда на гілці підйому сонячної активності (з урахуванням епохи m) середній рівень життєздатності значно нижчий, ніж на гілці спаду СА (з урахуванням епохи М) до року ( 5). У цих частинах циклу відмінності між рівнями показника ЖГ у 4 групах порід (N, CV1, CV3 та ГП1) мали достовірний характер (Р < 0,05). У групах CV2 та ГП2 відмінності наближалися до достовірного рівня (тф= 1,97 та 1,96, відповідно).
Таким чином, одиницею біологічного циклу розвитку популяції шовковичного шовкопряда можна вважати період від епохи (М) СА до року ( 4) включно.
Швидкість зміни життєздатності популяції шовковичного шовкопряда у роки сонячного циклу. Аналіз диференціалу показника життєздатності (приріст у суміжні роки - DЖГ) дає змогу визначити, у які роки сонячного циклу життєздатність гусениць шовкопряда змінюється найбільше (табл. 3).
Таблиця 3 - Диференціал показника життєздатності гусениць у різних породних групах шовковичного шовкопряда упродовж 11-річного сонячного циклу, %
Варіант DЖГ у роки сонячного циклу
3(m) -2 -1 М 1 2 3 4 5 6
N -7,8?±0,4?±-1,3?±11,6?±-2,2?±4,7?±-5,4?±1,6?±-8,3?±7,5?±
У загальній групі порід (N) у кожен рік сонячного циклу знак DЖГ змінювався на протилежний.
Зовнішні умови в епоху максимуму СА сприяли найбільшій швидкості зростання життєздатності як у загальній групі порід, так і в усіх інших групах, окрім генотипів з низьким коефіцієнтом варіації, для яких умови року ( 6) були більш сприятливі для швидкого росту показника життєздатності. Умови року ( 5) є особливо екстремальними для розвитку популяції шовковичного шовкопряда і спричинюють різке зниження життєздатності в усіх групах генотипів.
Сумарний диференціал показника ЖГ на гілці зростання СА в усіх групах порід набував відємних значень, а на гілці спаду СА - додатних. Модуль (абсолютна величина) сумарних диференціалів на гілці зростання та зниження СА майже однаковий (r = 0,99), тобто відбуваються циклічні зміни, внаслідок чого період зниження життєздатності гусениць компенсується періодом її підвищення.
Вплив різких змін сонячної активності на динаміку популяції шовковичного шовкопряда
Характер зміни диференціалу показника життєздатності гусениць шовкопряда у роки-репери. У цьому дослідженні практичний інтерес представляв характер зміни диференціалу показника життєздатності гусениць шовкопряда у роки різких змін сонячної активності або роки-репери (СР).
За розглянутий проміжок часу зафіксовано 20 років-реперів (рис.3).
У роки СР спостерігали зміну знаку DЖГ на протилежний у 10-ти випадках і в 10-ти - не спостерігали. У наступний рік після року СР відносна частота зміни знаку DЖГ на протилежний - 70%, а в інші роки - 62% (c2 = 0,54). Отже зміна знаку на протилежний в обох випадках не обумовлена дією СР.
У розглянутому нами часовому проміжку спостерігали 26 років з відємним знаком диференціалу показника ЖГ (-DЖГ) (нижня частина діаграми), з них 12 - припадають на роки-репери СА. У роки після років-реперів з -DЖГ (1948, 1949, 1951, 1953, 1957, 1962, 1972, 1979, 1984, 1986, 1989, 1993) відмічена зміна знаку диференціалу з “мінуса” на “плюс” у 10-ти випадках з 12-ти. Виняток становлять 1948 (який також є роком-репером) та 1984 роки. Відносна частота зміни знаку - 83 %. З вірогідністю » 92 % (c2 = 3,05) можна стверджувати, що частота зміни знаку з “-“ на “ ” відбувається у роки після років сонячних реперів з -DЖГ. Сила взаємодії різких змін СА у роки з відємним диференціалом показника життєздатності шовкопряда на наступний рік характеризувалася негативним корелятивним звязком високого рівня (r = - 0,87).
Виявлення серій років зростання і зниження життєздатності популяції шовковичного шовкопряда. Використовуючи методику виявлення серій років зростання, зниження та стійкого ходу досліджуваного процесу (Дружинин И.П., 1987), нами було здійснено спробу встановити звязок між сонячними реперами та динамікою життєздатності популяції шовкопряда. Усього за розглянутий проміжок часу спостерігали 37 серій років зростання, зниження та стійкого ходу життєздатності популяцій шовковичного шовкопряда (рис. 4).
Відносна частота виявлення переломів ходу в динаміці популяції шовкопряда в роки СР становить 50 %. Відносна частота початку нових серій у роки СР та в попередні їм роки становить 62 %, а в інші роки - 71 %, отже вплив років-реперів СА на динаміку популяції шовковичного шовкопряда на розглянутому проміжку часу не доведено.
Різкі зміни сонячної активності та повязані з ними зміни навколишнього середовища мають найменший вплив на групи порід CV1 та ГП2, що позначилось на лінійці приросту меншою загальною кількістю серій років та більшою і довшою кількістю серій стабільного ходу, а також низькою відносною частотою прояву переломів у роки СР - 45 та 55 %, відповідно.
Найбільша відносна частота прояву переломів ходу процесу в роки СР відмічено у групи порід CV3 (75%), однак імовірність перелому ходу динаміки життєздатності шовкопряда в роки різких змін СА складає лише 60 % (Р < 0,4).
Аналіз динаміки показників урожаю та біохімічного складу листя шовковиці упродовж середнього сонячного циклу
Динаміка урожаю листя кормової плантації шовковиці. Одним з опосередкованих шляхів впливу СА на життєздатність популяцій шовковичного шовкопряда є зміна кількісного та якісного складу листя шовковиці. Дослідження показника врожаю листя шовковиці відображає продуктивність цієї кормової рослини, динаміку біомаси, що є однією з характеристик функціонування рослинного організму вподовж сонячного циклу (табл. 4).
Таблиця 4 - Динаміка урожаю листя з кормової плантації шовковиці упродовж 11-річного сонячного циклу, ц/га
На гілці зростання СА показник врожаю набував низьких значень. У роки ( 1) - ( 6) урожайність листя шовковиці була відносно високою і досягала свого максимального значення в роки ( 3), ( 4) та ( 5), а розміри похибки були більші, ніж на гілці зростання СА.
У роки з максимальним рівнем числа Вольфа (1968, 1979, 1989, 2000) показник урожаю листя мав найнижчий рівень. Із проведеного нами аналізу даних метеоспостережень на Українській дослідній станції шовківництва було встановлено, що за рік до епохи (М) СА, у післяексплуатаційний період, у трьох випадках літо було холодним, зима не стійкою, що погіршувало стан глибокого спокою рослин, а температура в березні - травні недостатньою для успішного проходження періоду вегетації. Із проведеного аналізу багаторічних даних агрометеорологічної станції “Харків” відомо, що значення гідротермічних коефіцієнтів травня та червня нижчі у роки максимумів СА (Мешкова В.Л., 2004). Також встановлено, що найбільший ступінь ураження листя шовковиці циліндроспоріозом спостерігається у роки з максимумом і мінімумом СА та за рік чи в рік після них (Литвин В.М. з співавтор., 1999). Отже відбувається формування несприятливого співвідношення факторів впливу на урожай листя шовковиці (Прилуцький О.В. та ін., 1974; Пилипенко Б.Ф. та ін., 1987), що є доказом непрямої дії СА на продуктивність рослин.
На гілці зростання СА урожай листя шовковиці значно більший, ніж на гілці зниження. Тому одиницею біологічного циклу розвитку шовковиці можна вважати період від року ( 1) до року ( 6) включно.
Зміни біохімічного складу листя шовковиці. Відмінності у складі діючих факторів середовища у різні роки сонячного циклу позначились і на біохімічному складі листя кормової плантації шовковиці.
Необхідно зазначити, що найвищий ступінь взаємозвязку було встановлено між показниками СА і вмістом вуглеводів (r = 0,86; р 0,05). Зворотнім звязком середнього рівня характеризувалась взаємозалежність між СА і вмістом води (r = -0,48; р > 0,05) та низького рівня - між СА та протеїнами (r = - 0,13; р > 0,05). Між вмістом мікроелементів та рівнем СА істотних взаємозвязків не встановлено. Результати дослідження в цілому погоджуються з даними, що були одержані на сортах Харківська 3 та Хасак (Пилипенко Б.Ф. з співавтор., 1999).
Аналіз динаміки основних компонентів біохімічного складу листя шовковиці свідчить, що упродовж 11-річного сонячного циклу криві розподілу точок мають власні циклічні коливання, які в більшості випадків відбуваються з періодом 2 - 3 роки, а отже вміст речовин біохімічного складу шовковиці має циклічний характер мінливості.
Системний аналіз динаміки життєздатності популяції шовковичного шовкопряда та її прогноз
Залежність життєздатності гусениць від зміни якісних характеристик корму та рівня сонячної активності. Враховуючи одержані дані про вплив СА на урожайність та біохімічний склад листя шовковиці, наше завдання полягало у виявленні звязку між якісними характеристиками корму і життєздатністю шовкопряда.
Дослідження проводили на популяційному та міжгруповому рівнях. Одержані результати свідчать, що в межах усієї популяції шовкопряда (N) вірогідних коефіцієнтів кореляції між показниками не виявлено (табл. 5).
Таблиця 5 - Кореляційний звязок між рівнем життєздатності гусениць різних груп порід шовкопряда та показниками біохімічного складу листя шовковиці
Варіант Показники біохімічного складу листя шовковиці
1 2 3 4 5 6 7 8 9
N -0,16 0,08 0,19 0,08 0,41 -0,29 -0,21 0,11 -0,45
Проте, необхідно відмітити існування позитивного кореляційного взаємозвязку середнього рівня між ЖГ і вуглеводами, зокрема з розчинними (r = 0,41), що підтверджує значення моно- та дисахаридів для підтримання життєдіяльності шовкопряда (Шовківництво, 1998).
Вміст золи в листях шовковиці і показник ЖГ повязані між собою негативною кореляцією середньої сили (r = -0,45), що узгоджується з літературними даними (Депешко, 1964). З усіма іншими біохімічними складовими істотного звязку не виявлено.
На міжгруповому рівні спостерігалась специфічна реакція відповіді окремих груп порід шовкопряда на зміну деяких речовин біохімічного складу корму (табл. 5). Зокрема, вірогідне підвищення ступеню спорідненості варіації показників було встановлено для пари ознак “ЖГ - розчинні вуглеводи” в групах порід з середньою реакцією відгуку на зміну умов середовища (Cv2) та високим генотипним потенціалом (ГП2) (r = 0,71 та 0,67, відповідно; Р < 0,05).
У прогнозуванні поведінки та розвитку складних систем, таких як популяції комах, важлива роль належить системному підходу (Белецкий Е.Н., 1999).
У звязку з цим ми вважали за необхідне враховувати як прямий вплив сонячної активності на обєкт нашого дослідження, так і опосередкований факторами середовища - через кормову рослину.
Характер динаміки життєздатності груп порід CV1 та ГП2 був схожим упродовж 11-річного сонячного циклу. Однак їх кореляційні звязки з рівнем СА та біохімічним складом листя дещо відрізняються. Кореляція між ЖГ групи CV1 та вмістом розчинних вуглеводів, а також числом Вольфа (W), недостовірна і середнього рівня (RCA-ЖГ = 0,42, Р > 0,05; RРОЗЧ.вуглев.-ЖГ = 0,30, Р > 0,05). У порід з високим генотипним потенціалом (ГП2) простежувався високий рівень кореляційного звязку з вмістом розчинних вуглеводів (r = 0,67; Р 0,05).
Найбільший кореляційний звязок виявлено між ЖГ та розчинними вуглеводами - з одного боку, і СА - з іншого у порід з середнім рівнем варіації показника життєздатності (CV2) (RРОЗЧ.вуглев.-ЖГ = 0,71, Р < 0,05; RCA-ЖГ = 0,65, Р < 0,05).
Прогнозування життєздатності популяції шовковичного шовкопряда на кінець 23 та початок 24 сонячних циклів. Враховуючи високу стохастичність динаміки життєздатності штучної популяції шовковичного шовкопряда, ми вважаємо більш доцільним використання якісного прогнозу.
Виходячи з особливостей динаміки популяції упродовж сонячного циклу, ми очікуємо істотне зниження рівня життєздатності популяції у 2005 році, причому швидкість цього зниження буде максимальною для всіх груп порід. Починаючи з 2006 року і до року (М) СА, погодно-кліматичні умови будуть несприятливими для розвитку шовковичного шовкопряда, що позначиться на рівні показників усіх груп порід, окрім генотипів з низьким коефіцієнтом варіації.
З метою прогнозування реакції відповіді порід на умови вигодівельного сезону 2005 року, який ми маємо підстави вважати несприятливим для розведення шовкопряда, використано метод накладання епох для розрахунку градієнта середовищного фактору (Е.j) (табл. 7).
Рівень градієнта середовищного фактору для загальної групи порід шовковичного шовкопряда упродовж середнього сонячного циклу, %
В епоху ( 5) спостерігається стабільне зниження життєздатності шовкопряда, яке в порівнянні з суміжними епохами складає в середньому 7,5-8 %. Приймаючи усереднене значення індексу умов середовища епохи ( 5) за величину Е.j року 2005, розрахувавши значення коефіцієнтів пластичності (Ri) для порід шовкопряда і використавши рівняння лінійної регресії, можна з відносною точністю передбачити, якою буде величина показника життєздатності породи у цей рік.
На прикладі сезону 1997 року, що знаходився на гілці зростання СА і відзначився різким зниженням життєздатності гусениць шовкопряда ( =58,11), проведено економічні розрахунки, які переконливо свідчать про необхідність врахування встановлених закономірностей багаторічної динаміки життєздатності шовкопряда при підборі генотипів для промислового і гренажного виробництві.1. За результатами проведених досліджень встановлено і експериментально обґрунтовано циклічний характер мінливості показника життєздатності гусениць шовковичного шовкопряда та розроблено довгостроковий прогноз життєздатності порід у змінних умовах середовища.
2. Результати спектрального аналізу часових рядів сонячної активності і життєздатності гусениць свідчать про існування певної частотної області, яка робить істотний внесок в циклічність змін обох показників. Найвища відповідність синхронних коливань спостерігається з періодом 11,2 років (R2 =0,7).
3. Проведений ретроспективний аналіз мінливості показника життєздатності гусениць за роками сонячного циклу, а також результати експериментальних весняних вигодівель 2000 - 2004 років свідчать, що сприятливим для вигодівлі шовковичного шовкопряда є період від епохи максимуму сонячної активності до року ( 4) включно (Р < 0,05), який можна вважати одиницею біологічного циклу розвитку популяції шовковичного шовкопряда.
4. Результати досліджень продуктивності кормової бази за роками сонячного циклу свідчать, що період зростання сонячної активності та епоха її максимуму є несприятливими і спричиняють відносно низьку врожайність листя (Р < 0,05). Одиницею біологічного циклу розвитку шовковиці можна вважати період від року ( 1) до року ( 6) включно.
5. У дослідженнях змін якості корму відповідно до років сонячного циклу встановлено, що показники вмісту деяких речовин біохімічного складу листя шовковиці мають циклічний характер мінливості у часі. Найвищий кореляційний звязок виявлено між рівнем сонячної активності і вмістом вуглеводів у листях кормової плантації шовковиці (r = 0,86, Р < 0,01).
6. Відносно високий рівень спорідненості варіації показників біохімічного складу корму і життєздатності шовкопряда було встановлено для пари ознак “життєздатність гусениць - розчинні вуглеводи” в групах порід з середнім рівнем коефіцієнта варіації (r = 0,71, Р 0,05; RРОЗЧ.вуглев.-ЖГ = 0,30, Р > 0,05).
7. Виявлені закономірності динаміки життєздатності гусениць упродовж середнього сонячного циклу були використані у прогнозуванні поведінки популяції на 23 та на початок 24 сонячних циклів.
Рекомендації виробництву
1. Для проведення весняних вигодівельних сезонів у роки, що припадають на період зростання сонячної активності, рекомендовано в якості вихідного матеріалу використовувати породи з низьким коефіцієнтом варіації показника життєздатності гусениць.
2. Для збереження генетичного матеріалу в період зростання сонячної активності рекомендовано підвищувати вимоги щодо покращення агрофону вигодівель.
Список литературы
1. Удосконалення методів добору високожиттєздатного вихідного матеріалу в селекційній роботі з шовковичним шовкопрядом (Bombyx mori L.) / Ю.В. Ляшенко, М.Ю. Браславський, В.С. Лютенко, В.В. Ляшенко // Изв. Харьков. энтомол. о-ва. - Харьков, 2000. - Т.VIII. - Вып. 1. - С. 142-148. Частка участі здобувача: виконувала обсяг робіт, повязаний з плануванням і проведенням експериментальної частини, брала участь у теоретичному обґрунтуванні одержаних результатів.
2. Динаміка зміни життєздатності шовковичного шовкопряда (Bombyx mori L.) та її прогноз / В.В. Ляшенко, Е.М. Білецький, В.С. Лютенко, В.М. Литвин // Изв. Харьков. энтомол. о-ва. - Харьков, 2000. - Т.VIII. - Вып. 2. - С. 162-164. Частка участі здобувача: проводила збір даних, брала участь у теоретичному обґрунтуванні і плануванні досліду, аналізі і статистичній обробці отриманих результатів, проводила підготовку матеріалів до публікації.
3. Ляшенко В.В. Вплив років екстремумів сонячної активності на зміну диференціалу показника життєздатності шовковичного шовкопряда // Наук. - техн. бюл. - Х., 2001. - №80. - С. 79-81.
4. Ляшенко Ю.В., Лютенко В.С., Ляшенко В.В. Структурний аналіз фенотипної мінливості основних біологічних показників шовковичного шовкопряда при селекції на життєздатність // Шовківництво. - 2001. - Вип. 23. - С. 35-41. Частка участі здобувача: брала участь у теоретичному обґрунтуванні і плануванні досліду та виконанні експериментальної частини.
5. Ляшенко В.В. Залежність між сонячною активністю, урожаєм і біохімічним складом листя шовковиці та рівнем життєздатності гусениць шовковичного шовкопряда // Шовківництво. - 2003. - Вип. 24. - С. 65-71.
6. Ляшенко В.В. Динаміка життєздатності гусениць у різних породних групах шовковичного шовкопряда протягом одинадцятирічного сонячного циклу // Вісник ХНАУ. Серія “Ентомологія та фітопатологія”. - 2004. - № 5. - С. 56-61.
7. Закономерности динамики жизнеспособности гусениц тутового шелкопряда (Bombyx mori L.) за последние 50 лет/ В.В. Ляшенко, Е.Н. Белецкий, В.С. Лютенко, В.М. Литвин // Тез. доп. Республ. ентомол. конф., присвяченої 50-й річниці заснування УЕТ (Ніжин, 19-23 серпня 2000 року). - Ніжин: ТОВ “Наука-сервіс”, 2000. - С. 70.
8. Ляшенко В.В., Ляшенко Ю.В. Закономірності багаторічної мінливості життєздатності шовковичного шовкопряда та кількісного і якісного складу кормової бази впродовж 11-річного сонячного циклу // Матеріали Міжнар. наук. симп.: Сучасні технології селекційного процесу сільськогосподарських культур (Харків, 7-8 липня 2004 року). - Харків,2004. - С. 157-159.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.02.01 - розведення та селекція тварин. - Інститут тваринництва УААН, Харків, 2005.
Дисертація присвячена дослідженню багаторічної мінливості життєздатності шовковичного шовкопряда та розробці прогнозу життєздатності порід на основі встановленої закономірності.
Уперше науково обґрунтовано та практично доведено циклічний характер зміни показника життєздатності гусениць шовковичного шовкопряда, проведено дослідження його динаміки на популяційному та міжгруповому рівнях у періоди зростання, зниження та у роки різких змін сонячної активності. Встановлено, що період зростання сонячної активності є несприятливим для вигодівлі шовковичного шовкопряда, а період спаду позитивно впливає на його розведення.
Вперше досліджена динаміка кількісних та якісних показників корму відповідно до років сонячного циклу і встановлено, що показники врожаю листя та вмісту деяких речовин біохімічного складу кормової плантації шовковиці мають циклічний характер мінливості у часі.
Проведено комплексну оцінку залежності життєздатності різних породних груп від прямого та опосередкованого впливу сонячної активності та доведено необхідність комплексної оцінки екологічної адаптивності генетичного матеріалу з урахуванням циклічності сонячної активності при складанні селекційних програм та удосконаленні методів селекційно-племінної роботи. Обґрунтовано можливість складання довгострокового прогнозу життєздатності популяції шовковичного шовкопряда та складено прогноз на 23 та початок 24 сонячних циклів.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.02.01 - разведение и селекция животных. - Институт животноводства УААН, Харьков, 2005.
Диссертация посвящена исследованию многолетней изменчивости жизнеспособности тутового шелкопряда. Актуальность темы в первую очередь связана с решением вопроса о возможности прогнозирования жизнеспособности пород тутового шелкопряда на фоне изменяющихся условий среды, которые, несмотря на соблюдение оптимальных условий разведения, нередко приводят к существенному снижению производства шелкосырья.
В работе приведено экспериментальное обоснование циклического характера изменчивости жизнеспособности тутового шелкопряда. Структуру часового ряда жизнеспособности гусениц можно с относительной точностью (R2 = 0,55; Р < 0,01) описать моделью, которая основывается на уравнении множественной линейной регрессии с использованием тригонометрических функций. В результате проведенного спектрального анализа временных рядов солнечной активности и жизнеспособности гусениц, установлена определенная частотная область, которая делает существенный вклад в циклические изменения обоих рядов. Наивысшая согласованность синхронных колебаний наблюдается с периодом 11,2 года (R2 = 0,7).
В течение среднего солнечного цикла условия, которые складываются в период роста солнечной активности, способствуют общему снижению уровня жизнеспособности популяции тутового шелкопряда, а эпоха максимума и период снижения солнечной активности благоприятствуют относительному росту жизнеспособности гусениц (Р < 0,05). Условия года ( 5) особенно экстремальные для развития популяции тутового шелкопряда и способствуют снижению жизнеспособности гусениц всех генотипических групп. Единицей биологического цикла развития популяции тутового шелкопряда можно считать период от эпохи максимальной солнечной активности до года ( 4) включительно.
На ветви роста солнечной активности складывается неблагоприятное соотношение факторов среды, которое способствует низкой урожайности листьев, тогда как на ветви снижения - урожайность имеет относительно высокие показатели (Р < 0,01). В годы с максимальным уровнем солнечной активности урожай листа шелковицы был самым низким. Это обусловлено воздействием на продуктивность шелковицы факторов, зависимых от динамики солнечной активности - низкий уровень ГТК (Мешкова В.Л., 2004), высокая заболеваемость цилиндроспориозом (Литвин В.М. с соавтор., 1999), что подтверждает непрямое влияние солнечной активности на формирование урожая листа шелковицы. Исследования изменения качества корма по годам солнечного цикла показали, что содержание некоторых биохимических веществ в листьях шелковицы изменяется циклически во времени. Содержание углеводов в листьях существенно коррелирует с уровнем солнечной активности (r = 0,86, Р < 0,01).
В прогнозировании поведения и развития сложных систем, таких как популяции насекомых, важная роль отводится системному подходу (Белецкий Е.Н., 1999). Наибольшая корреляционная связь между уровнем жизнеспособности гусениц и содержанием растворимых углеводов - с одной стороны, и солнечной активностью - с другой, свойственна породам со средним уровнем вариации показателя жизнеспособности (RРАСТВ. углев.-ЖГ = 0,71, Р < 0,05; RCA-ЖГ = 0,65, Р < 0,05), наименьшая - породам с низким коэффициентом вариации.
Учитывая высокую стохастичность динамики жизнеспособности популяции шелкопряда, мы считаем более целесообразным использование качественного прогноза. Полученные данные о закономерности изменения жизнеспособности гусениц на протяжении среднего солнечного цикла были использованы для прогнозирования жизнеспособности породна 23 и начало 24 солнечных циклов.
V. V. Liashenko. regularities and forecast of viability variability of a silkworm population. - Manuscript.
A thesis for degree of Candidate of Sciences (Agriculture), Speciality 06.02.01 ‘Animal Breeding’, Sericultural Institute, UAAS.
Dissertation is devoted to the investigation of longterm viability variability of a silkworm against a background of cyclic solar activity changes.
For the first time the cyclic character of viability variability of a silkworm, dynamics of viability parameters of a population and breed groups in the period of growth and drop of solar activity are scientifically and practically proved.
Its been proved that the period of solar activity growth is adverse for rearings of silkworm and drop in solar activity has a positive influence on silkworms cultivation.
Dynamics of quantitative and qualitative fodder indices in years of a solar cycle have been investigated for the first time. Harvest indices and contents of some biochemical agents in mulberry leaves of fodder plantation have cyclic variability character.
Complex estimate of viability dependence of breed groups from direct and indirect solar activity influence has been realized. Necessity of complex estimate realization of ecological breed adaptation taking into account solar activity cyclic recurrence by making selective program and improving selective method has been proved.
Possibility of making longterm forecast of silkworm population viability is proved. forecast on the 23rd and the beginning of the 24th solar cycles has been made.
Key words: silkworm, viability, cyclic changes, solar activity, forecast