г. Тюмень, Россия
г. Тюмень, Россия
УДК 63 Сельское хозяйство. Лесное хозяйство. Охота. Рыбное хозяйство
ББК 41 Общее растениеводство
Исследования проводили в 2015–2018 гг. в южной лесостепи Тюменской области с целью оценки урожайности, реализации ее потенциала и экологической пластичности сортов гороха, допущенных к использованию в регионе, для идентификации лучших генотипов. Материалом для исследования служили данные по урожайности восьми сортов гороха. Индекс условий среды и экологическую пластичность определяли по методике S. A. Eberhart, W. A. Russell, долю урожайности, относительно среднесортовой, и реализацию ее потенциала – по Л. А. Животкову и Э. Д. Неттевичу, размах урожайности – по В. А. Зыкину. Индекс условий среды в годы испытания варьировал от 0,89 (2015 г.) до -1,04 (2016 г.). Сорт Саламанка характеризовался наибольшим потенциалом урожайности и самой высокой адаптивностью, по сравнению со среднесортовой, в наиболее благоприятных (120,3 %) и самых неблагоприятных условиях (141,7 %). В среднем за 2015–2018 гг. лучшим по урожайности оказался сорт Омский 9 (1,98 т/га). При этом размах варьирования величины этого показателя за анализируемый период был значительным – от 73,8 % (Ямальский) до 89,0 % (Кумир). Наибольшей величиной реализации потенциала урожайности характеризовался сорт Омский 9 (69,0 %), наименьшей – Кумир (50,7 %). Сорта Омский 9 (bi = 1,17), Кумир (bi = 1,13) и Саламанка (bi = 1,15) характеризовались самой высокой отзывчивостью на изменения условий среды – это сорта интенсивного типа. Слабую отзывчивость на изменения условий среды выявили у сортов Ямальский (bi = 0,80) и Ямал (bi = 0,86). Сорта Батрак, Агроинтел и Томас с коэффициентом регрессии, равным или близким к единице, отнесены к пластичным. Наибольшей стабильностью урожайности отличался сорт Томас (Si2 = 0,16), наименьшей – Кумир (Si2 = 15,98). На основе комплексной оценки по урожайности и параметрам экологической адаптивности лучшими в условиях южной лесостепной зоны Тюменской области признаны сорта Омский 9 и Саламанка
горох (Pisum sativum L.), сорт, урожайность, размах урожайности, экологическая пластичность
Горох – наиболее распространенная зернобобовая культура в нашей стране. Ее ценность в первую очередь обусловлена высоким содержанием сбалансированного по аминокислотному составу белка. Основное направление использования гороха – продовольственное и кормовое. Кроме того, благодаря способности к азотфиксации, его посевы обогащают почву азотом и горох считается одним из лучших предшественников для многих культур [1, 2]. В Тюменской области площадь посевов гороха в среднем за 2013–2017 гг. составила 28,3 тыс. га, урожайность – 2,2 т/га [3].
В основе производства растениеводческой продукции лежит сорт. В общем росте урожайности сельскохозяйственных культур на долю этого фактора приходится 25…50 % [4]. Распространение в производстве высокопродуктивных сортов – основной способ увеличения урожайности. В последние годы приоритетное направление селекции гороха – создание сортов безлисточкового (усатого) типа (af, afila), а также генотипов с неосыпающимися семенами (def, development funiculus) [5, 6].
Одно из важных направлений селекции, особенно в регионах с непостоянством погодных условий, – создание сортов, сочетающих высокий уровень продуктивности с устойчивостью к комплексу абиотических и биотических факторов в системе взаимодействия генотип-среда [7, 8, 9].
В этой связи сегодня актуальна оценка параметров урожайного и адаптивного потенциала сортов, а также отбор генотипов с высоким их величинами.
Цель исследований – оценка урожайности, реализации ее потенциала и экологической пластичности сортов гороха, допущенных к использованию в регионе, для выделения генотипов, наиболее адаптированных к условиям южной лесостепи Тюменской области.
Условия, материалы и методы исследований. Объект исследования – восемь допущенных к использованию сортов гороха безлисточкового неосыпающегося морфотипа (Омский 9, Батрак, Ямальский, Агроинтел, Ямал, Кумир, Саламанка, Томас). Испытания проводили в 2015–2018 гг. на Бердюжском ГСУ Тюменской области (IV зона, южная лесостепь) [10].
Почвенный покров в зоне испытания сортов представлен луговыми и черноземно-луговыми почвами. Содержание гумуса (по Тюрину) – 7…9 %, подвижного фосфора (по Мачигину) – 5 мг/100 г почвы, калия (по Чирикову) – 17 мг/100 г почвы, реакция почвенного раствора – нейтральная (рНсол.=7,0…7,1).
Предшественник – яровая пшеница. Учетная площадь делянки – 25 м2, повторность –
4-х кратная, размещение сортов – рендомизированное. Срок посева – 3 декада мая, норма высева – 1,2 млн всхожих семян/га.
Индексы условий среды и экологическую пластичность сортов определяли по методике S. A. Eberhart, W. A. Russell [11], продуктивный и адаптивный потенциал сортов, основанный на определении доли урожайности, по сравнению со среднесортовой, как показателя нормы реакции совокупности сортов на факторы внешней среды в каждом году и принимаемой за 100 % – по Л. А. Животкову [12]. Реализацию потенциала урожайности (отношение максимальной урожайности сорта к средней его величине, принятой за 100 %) и размах урожайности определяли соответственно по методикам Э. Д. Неттевича [13] и В. А. Зыкина [14]. Статистическую обработку результатов выполняли методом однофакторного дисперсионного анализа по Б. А. Доспехову [15].
Анализ и обсуждение результатов исследований. В годы исследований отмечена значительная вариабельность условий среды. Наиболее неблагоприятными они были в 2016 г. (Ij = -1,04), благоприятными – 2015 г. (Ij = 0,89). Это отразилось как на урожайности отдельных сортов во временной динамике, так и на среднесортовой величине этого показателя. Минимальная в опыте урожайность отмечена у сорта Батрак (0,26 т/га) в 2016 г., максимальная – у сорта Саламанка (2,90 т/га) в 2015 г. Среднесортовая величина этого показателя варьировала по годам от 0,48 т/га в наиболее неблагоприятных условиях 2016 г. до 2,41 т/га в самом благоприятном 2015 г. (табл. 1).
Сорта с наибольшим долевым выражением урожайности в благоприятных условиях считаются обладающими самым высоким потенциалом продуктивности, в неблагоприятных условиях – наиболее адаптивными. В наших исследованиях в лучших (2015 г.) и худших (2016 г.) условиях наибольший потенциал урожайности и адаптивности отмечен у сорта Саламанка – 120,3 и 141,7 % соответственно (табл. 1).
В среднем за годы (табл. 2) исследования самую высокую урожайность сформировал сорт Омский 9 (1,98 т/га), самую низкую – Батрак и Яальский (по 1,37 т/га соответственно).
В условиях региона по мере появления новых генотипов, допущенных к использованию, после сорта Омский 9 (2000 г.) не происходило повышения средней урожайности. Лучшим среди вновь допущенных к использованию оказался сорт Саламанка, урожайность которого составила 86,4 % к уровню Омского 9. Вместе с тем необходимо отметить, что производство не может базироваться на возделывании одного высокопродуктивного сорта. Только наличие спектра районированных сортов, различающихся по биологическим особенностям, в первую очередь, таким как интенсивность и стабильность продуктивности, позволит повысить урожайность и снизить ее вариабельность.
Главная причина незначительного роста урожайности в производстве в процессе сортосмены – низкая реализация потенциала урожайности новых сортов, в большинстве своем – интенсивного типа, из-за недостаточной их адаптивности к комплексу абиотических факторов среды [13, 16]. Все изученные сорта характеризовались низкой реализацией потенциала урожайности (см. табл. 2). Наибольшая величина этого показателя отмечена у Омского 9 (69,0 %), наименьшая – у Кумира (50,7 %). Сравнение урожайности в различные по условиям годы с уровнем ее реализации показало, что увеличение последнего напрямую связано с повышением максимальной урожайности не столько в благоприятных, сколько в неблагоприятных условиях и, как следствие, увеличением средней урожайности сорта. Об этом свидетельствуют данные по сортам Омский 9 и Саламанка (см. табл. 1). Во временной динамике допуска сортов к использованию после 2001 г. значительного изменения реализации потенциала урожайности не происходило, за исключением сортов Кумир и Саламанка, внесенных в реестр в 2015 и 2016 гг. соответственно. Размах урожайности по годам был значительным у всех сортов, что связано с низкой устойчивостью генотипов к неблагоприятным факторам среды. Наибольшую величину этого показателя отмечали у сорта Кумир (89,0 %), наименьшую – у Ямальского (73,8 %). У сортов с более поздним допуском к использованию вариабельность урожайности по годам возрастала, что указывает на снижение экологической устойчивости новых сортов.
Самыми отзывчивыми на изменения условий (bi˃1) были Омский 9 (bi = 1,17), Кумир (bi = 1,13) и Саламанка (bi = 1,15). Это сорта интенсивного типа.
Сорта Ямальский и Ямал характеризовались
слабой отзывчивостью на изменения условий (bi <1). Они лучше адаптированы к средним и худшим средам, в меньшей степени, чем интенсивные сорта реагируют на изменения условий среды.
К пластичным отнесены Батрак (bi = 1,04), Агроинтел (bi = 0,94) и Томас (bi = 0,96). Это сорта полуинтенсивного типа, которые более эффективны при возделывании в условиях среднего агрофона.
Наибольшая стабильность урожайности в условиях южной лесостепной зоны отмечена у сорта Томас (Si2 = 0,16), самая низкая – у сорта Кумир (Si2 = 15,98).
Следует отметить, что мы не выявили какой-либо зависимости при сравнении величины средней урожайности и отзывчивости сортов на изменение условий, а также их отзывчивости и стабильности, что указывает на различные генетические системы контроля этих параметров при взаимодействии генотип-среда.
Выводы. Наибольшим потенциалом урожайности относительно среднесортовой в благоприятных условиях 2015 г. (Ij = 0,89) и наибольшей адаптивностью в неблагоприятном 2016 г. (Ij = -1,04) характеризовался сорт Саламанка – 120,3 и 141,7 % соответственно.
В среднем за 4 года самую высокую урожайность продемонстрировал сорт Омский 9 (1,98 т/га). Наибольшая реализация потенциала урожайности отмечена у сорта Омский 9 (69,0 %), а наименьшая – у сорта Кумир (50,7 %). Размах урожайности был значительным у всех сортов и варьировал от 73,8 % (Ямальский) до 89,0 % (Кумир).
Сильная отзывчивость на изменения условий выявлена у сортов Омский 9 (bi = 1,17), Кумир (bi = 1,13) и Саламанка (bi = 1,15), слабая – у сортов Ямальский (bi = 0,80) и Ямал (bi = 0,86), к пластичным отнесены сорта Батрак, Агроинтел и Томас. Наибольшей стабильностью урожайности характеризовался сорт Томас (Si2 = 0,16), наименьшей – Кумир (Si2 = 5,98).
На основе комплексной оценки по урожайности и параметрам адаптивности лучшими сортами в группе допущенных к использованию в условиях южной лесостепи Тюменской области признаны Омский 9 и Саламанка.
1. Ашиев А. Р., Скулова М. В., Хабибуллин К. Н. Урожайность и элементы ее структуры новых линий гороха // Зерновое хозяйство России. 2018. №5 (59). С. 26-28.
2. Давлетов Ф. А. Селекция неосыпающихся сортов гороха в условиях Южного Урала. Уфа: Гилем, 2008. 231 с.
3. Сельское хозяйство Тюменской области: Стат. сб. в 2-х частях. Ч.1. Тюменская область, Тюменской область без автономных округов / Управление Федеральной службы государственной статистики по Тюменской области, Ханты-Мансийскому автономному округу - Югре и Ямало-Ненецкому автономному округу. Тюмень, 2018. 214 с.
4. Жученко А. А. Адаптивный потенциал культурных растений. Кишинев: Штиинца, 1988. 766 с.
5. Чураков А. А., Валиулина Л. И. Результаты и перспективы селекции гороха усатого морфотипа в Красноярском крае // Достижения науки и техники АПК. 2014. № 6. С. 24-26.
6. Кондыков И. В., Бобков С. В. Урожайность и качество зерна у сортов гороха с различным сочетанием рецессивных мутантных генов // Аграрная Россия. 2012. №8. С. 2-6.
7. Темиров К. С. Использование генофонда гороха для селекции современных сортов в Западной Сибири // Сибирский вестник с.-х науки. 2018. Т. 48. № 4. С. 36-42.
8. Adaptability and stability analysis soybean genotypes using toler and centroid methods / R. L. Hamawaki, O. T. Hamawaki, A. P. O. Nogueira et al. // American Journal of Plant Sciences. 2015. No. 6. Pp. 1509-1518.
9. Сапега В. А. Урожайность и параметры адаптивной способности и стабильности сортов гороха // Российская сельскохозяйственная наука. 2015. № 5. С. 14-17.
10. Выдрин В. В., Федорук Т. К. Сортовое районирование сельскохозяйственных культур и результаты сортоиспытания по Тюменской области за 2015 год. Тюмень: Тюменский издательский дом, 2015. 91 с.
11. Eberhart S. A., Russell W. A. Stabiliti parameters for comparing varieties // Сrop. Sci. 1966. Vol. 6. No. 1. Pp. 36-40.
12. Животков Л. А., Морозова З. А., Секатуева Л. И. Методика выявления потенциальной продуктивности и адаптивности сортов и селекционных форм озимой пшеницы по показателю «урожайность» // Селекция и семеноводство. 1994. № 2. С. 3-6.
13. Неттевич Э. Д. Потенциал урожайности рекомендованных для возделывания в центральном регионе РФ сортов яровой пшеницы и ячменя и его реализация в условиях производства // Доклады РАСХН. 2001. № 3. С. 3-6.
14. Селекция яровой пшеницы на адаптивность: результаты и перспективы / В. А. Зыкин, И. А. Белан, В. М. Россеев и др. // Докл. РАСХН. 2000. № 2. C. 5-7.
15. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Альянс. 2011. 352 с.
16. Гончаренко А. А. Об адаптивной способности и экологической устойчивости сортов зерновых культур // Вестник РАСХН. 2005. № 6. С. 49-53.
