доктор сельскохозяйственных наук;
doctor of agricultural sciences;
кандидат сельскохозяйственных наук;
candidate of agricultural sciences;
аспирант сельскохозяйственных наук;
graduate student of agricultural sciences;
кандидат биологических наук;
candidate of sciences in biology;
Главным источником растительного белка в мировом производстве являются зернобобовые культуры, в том числе горох посевной (Pisum sativum L.). Создание новых высокопродуктивных, адаптированных к местным условиям, сортов гороха позволит решить проблему пищевого и кормового белка. Также современные сорта должны характеризоваться высокой гомеостатичностью и стабильной урожайностью в условиях изменяющегося климата. Целью исследования послужило изучение гомеостатичности сортов гороха по признаку урожайности зерна в условиях южной лесостепи Республики Башкортостан. Исследования проводились на опытном поле кафедры почвоведения, ботаники и селекции растений в Учебно-научном центре Башкирского государственного аграрного университета в 2009-2018 гг. Почва опытного участка – выщелоченный чернозем тяжелосуглинистного гранулометрического состава. Погодные условия в годы исследований были контрастными. Объектом исследования послужили сорта гороха Чишминский 95, Чишминский 229, Аксайский усатый 55 и Памяти Хангильдина. Проводили учет урожая зерна. Определяли общую гомеостатичность сортов (Hom). В наших исследованиях урожайность зерна у изученных сортов гороха сильно колебалась по годам. В среднем за 10 лет наиболее продуктивными оказались сорта Чишминский 229 и Памяти Хангильдина, а наименее продуктивным – сорт Аксайский усатый 55. Анализ данных показал, что лимитирующее действие на урожайность оказывает устойчивость сорта к стрессовым факторам внешней среды. Наибольшим показателем гомеостатичности характеризовались сорта Чишминский 229 (Hom = 36,6), Памяти Хангильдина (Hom = 36,5), а наименьшим – сорт Аксайский усатый 55 (Hom = 26,5). Наибольшей селекционной ценностью обладали сорта Чишминский 229 (Sc = 3,44), Памяти Хангильдина (Sc = 3,35) и Чишминский 95 (Sc = 3,38).
The main source of vegetable protein in world production is legumes, including peas (Pisum sativum L.). The creation of new highly productive pea varieties, adapted to local conditions, will solve the problem of food and feed protein. Modern varieties also should be characterized by high homeostaticity and stable productivity in a changing climate. The aim of the study was to study the homeostaticity of pea varieties on the basis of grain yield in the southern forest-steppe of the Republic of Bashkortostan. The studies were conducted on the experimental field of Soil Science, Botany and Plant Breeding Department at the Educational and Scientific Center of Bashkir State Agrarian University in 2009-2018. The soil of the experimental plot is leached chernozem of heavy loam granulometric composition. During the research years weather conditions were contrasting. The object of the study was the following pea varieties: Chishminsky 95, Chishminsky 229, Aksaysky usatuy 55 and in memory of Khangildin. Grain yield was recorded. The overall homeostaticity of the varieties (Hom) was determined. In our studies, the grain productivity of the studied pea varieties varied greatly from year to year. On average, over 10 years, the varieties Chishminsky 229 and a variety in memory of Khangildin were the most productive, and the least productive was Aksaysky usatuy 55 variety. Data analysis showed that the variety has a limiting effect on crop yield resistance to environmental stress factors. Varieties Chishminsky 229 (Hom = 36.6), in memory of Khangildin (Hom = 36.5) were characterized by the highest index of homeostaticity, and the variety Aksaysky usatuy 55 (Hom = 26.5) was the least. The varieties of Chishminsky 229 (Sc = 3.44), in memory of Khangildin (Sc = 3.35) and Chishminsky 95 (Sc = 3.38) possessed the highest breeding value.
Введение. На современном этапе во всех странах мира одной из наиболее глобальных проблем сельского хозяйства остается увеличение производства растительного белка, основным источником которого являются зернобобовые культуры [1, 2]. Решить проблему дефицита растительного белка возможно за счет внедрения в сельскохозяйственное производство новых высокопродуктивных, технологичных сортов зернобобовых культур и, прежде всего, гороха посевного, селекция которого в последние годы достигла больших результатов [3-5].Создание сортов нового поколения, как правило, базировалось на изменении архитектоники растений и насыщении генотипов рецессивными генами: af – усатый тип листа, deh – детерминантный рост стебля, def – неосыпаемость семян [6-8].Однако интенсификация сельскохозяйственного производства требует от селекции создания новых высокотехнологичных, урожайных сортов с высокой гомеостатичностью, способных давать стабильные урожаи зерна при любых погодных условиях [9-11].Основной целью исследования явилось изучение общей гомеостатичности сортов гороха разных морфотипов по урожайности зерна.Задачи исследования включали:– оценку сортов гороха по продуктивности и адаптивности;– выявление сортов с высокими показателями гомеостатичности по урожайности зерна.Условия, материалы и методы исследований. Исследования проводились в 2009-2018 гг. на опытном поле кафедры почвоведения, ботаники и селекции растений в Учебно-научном центре ФГБОУ ВО Башкирский ГАУ, расположенном в южной лесостепи Республики Башкортостан. Опыты закладывались в полевых условиях на выщелоченном черноземе тяжелосуглинистого гранулометрического состава с содержанием гумуса – 8,0-8,2%, подвижного фосфора – 108 мг/кг почвы, обменного калия – 106 мг/кг почвы. Кислотность почвы (pH солевой вытяжки) – 5,4.Агрометеорологические условия в годы проведения исследований сильно различались: относительно благоприятными по сумме осадков и температур были 2011, 2014, 2016, 2017 гг., неблагоприятными (засушливыми) – 2010, 2012, 2013, 2015 гг., что дало возможность всесторонне оценить адаптивные возможности сортов гороха.Объектом исследований являлись 4 сорта гороха, включенные в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию: Чишминский 95, Чишминский 229, Аксайский усатый 55, Памяти Хангильдина. Площадь каждой делянки – 25 м2, повторность – трехкратная. Учет урожая зерна проводили поделяночно. В опытах урожай зерна с каждой делянки приводили к 14% влажности и 100% чистоте. Чистоту семян определяли по ГОСТ 12037-81, влажность семян – по ГОСТ 12041-82, массу 1000 семян – по ГОСТ 12042-80.Статистический анализ экспериментальных данных проводили по Б.А. Доспехову [12].Общую гомеостатичность сортов (Hom) вычисляли по методике В.В. Хангильдина [13, 14].Вариация признака урожайности зерна гороха (Hom) определялась по формуле:Hom True True (``````````` (``````````` False 0 289 161925 157418 0 – средняя арифметическая по сорту;σ – обобщенное среднее квадратическое отклонение.Селекционную ценность сорта (Sc) вычисляли по формуле: True True (``````````` (``````````` 0 291 1497000 353523 0 True True (``````````` (``````````` False 0 293 161925 200025 0 – средняя арифметическая по сорту; True True (``````````` (``````````` False 0 295 295275 219075 0 – средняя арифметическая лимитированная; True True (``````````` (``````````` False 0 297 295275 238125 0 – средняя арифметическая оптимальная.Анализ и обсуждение результатов исследований. В настоящее время существует ряд методов, позволяющих оценить адаптивность сортов по данным многолетних испытаний. Наибольшее распространение получили методы определения коэффициента регрессии урожайности сорта по среде, в качестве которой используют ранжирование в порядке возрастания средней урожайности всех сортов в одних и тех же условиях. По значению коэффициента регрессии (b) для каждого сорта выявляется его предрасположенность к типу условий среды. Данный метод оценки адаптивности сортов достаточно эффективен, но имеет ряд недостатков: значения b могут сильно меняться в зависимости от набора сортов в опыте и от того, насколько разнородны были условия лет, пунктов или агроприемов.Для устранения вышеперечисленных недостатков исследователи С.А. Эберхарт, В.А. Рассел (1966), В.В. Хангильдин (1978) для оценки общей гомеостатичности предложили использовать другие способы, основанные на статистических параметрах выборки [13, 15]. При этом вычисляется значение Hom, показывающее, какая величина признака приходится на единицу его изменчивости. Чем больше величина признака, тем стабильнее генетическая система устойчивости растений. В.В. Хангильдин (1984) отмечает, что оценка гомеостатичности может основываться на простом отношении средней урожайности сорта в достаточно жестких, лимитированных условиях ( True True (``````````` (``````````` False 0 299 295275 219075 0 ) и в оптимальных, благоприятных условиях ( True True (``````````` (``````````` False 0 301 295275 238125 0 ). Такая оценка селекционной ценности сорта (Sc) непосредственно выражается в мерах урожайности с поправкой на их гомеостатичность.Для оценки общей гомеостатичности урожайности зерна гороха в 2009-2018 гг. были посеяны сорта листочкового морфотипа Чишминский 95 и Чишминский 229 и усатого морфотипа Аксайский усатый 55, Памяти Хангильдина.Определяли следующие показатели:1. Среднюю урожайность зерна ( True True (``````````` (``````````` False 0 303 161925 200025 0 ).2. Стандартное отклонение (± True True (``````````` (``````````` False 0 305 200025 238125 0 ).3. Среднеквадратическое отклонение (σ).4. Коэффициент вариации урожайности зерна (Vc).5. Общую гомеостатичность сорта (Hom).6. Показатель селекционной ценности сорта (Sc).Результаты исследований приводятся в таблицах 1, 2.Как видно из данных табл. 1, урожайность зерна сортов гороха сильно колебалась по годам. Так, в неблагоприятные (засушливые) для роста и развития гороха 2010, 2012, 2013, 2015 гг. все изучаемые сорта значительно снижали урожайность зерна. В 2016 г. колебания урожайности зерна составили в зависимости от сорта от 6,0 до 8,4 ц/га, в 2012 г. – от 4,6 до 9,4 ц/га, в 2013 г. – от 5,2 до 6,0, в 2015 г. – от 10,5 до 13,7 ц/га. В наиболее благоприятные 2011, 2014, 2016, 2017 гг. урожайность зерна сортов Чишминский 95, Чишминский 229, Аксайский усатый 55, Памяти Хангильдина колебалась соответственно от 20,1 до 26,5 ц/га, от 21,2 до 27,0 ц/га, от 12,9 до 22,6 ц/га, от 13,8 до 26,9 ц/га.В среднем за 10 лет исследований наиболее продуктивными оказались: из листочковых сортов – Чишминский 229 ( True True (``````````` (``````````` False 0 307 161925 200025 0 = 16,0±2,19 ц/га, Vc = 43,8%), из усатых – Памяти Хангильдина ( True True (``````````` (``````````` False 0 309 161925 200025 0 = 15,0±1,93 ц/га, Vc = 41,1%). В наших опытах сорт Аксайский усатый 55 характеризовался относительно низкой урожайностью зерна ( True True (``````````` (``````````` False 0 311 161925 200025 0 = 12,5±1,84 ц/га, Vc = 47,1%).Таким образом, анализ изменчивости урожайности зерна у сортов гороха показывает, что лимитирующим фактором урожайности является не потенциальная продуктивность сорта, а его устойчивость к стрессовым факторам внешней среды, то есть гомеостатичность. Показатели оценки гомеостатичности сортов гороха по урожайности зерна за 2009-2018 гг. приводятся в табл. 2.Как видно из данных таблицы 2, наибольшая величина гомеостатичности отмечена у сортов Чишминский 229 (Hom = 36,6) и Памяти Хангильдина (Hom = 36,5), наименьшая – у сорта Аксайский усатый 55 (Hom = 26,5). Таким образом, исходя из полученных нами данных о высокой урожайности зерна сорта Аксайский усатый 55 в благоприятном по сумме осадков и температур 2014 г. следует, что данный сорт имеет высокую потенциальную продуктивность, но относительно низкую гомеостатичность при возделывании в условиях действия стрессовых факторов. В наших исследованиях сорта гороха с наибольшей величиной гомеостатичности имели высокие показатели селекционной ценности. К таким сортам относятся Чишминский 229 (Sc = 3,44), Памяти Хангильдина (Sc = 3,35), Чишминский 95 (Sc = 3,38), характеризующиеся высокой засухоустойчивостью и адаптивностью к засушливым условиям южной лесостепи Республики Башкортостан.Выводы. Обобщая результаты исследований, можно сделать вывод о том, что лучшим из изученных листочковых сортов является сорт Чишминский 229, а из усатых – Памяти Хангильдина. Они хорошо отзываются на улучшение условий и имеют относительно стабильные показатели урожайности. В селекции на адаптивность перспективно также использование сорта Чишминский 95.