Введение. Среднее Поволжье относят к зоне неустойчивого, рискованного земледелия. Повышение среднесуточных температур воздуха в Республике Татарстан в теплый период за последние 100 лет составило 10,0 0С, при этом отмечают уменьшение количества осадков в период «май–август» в среднем на 6 %, по сравнению с многолетними значениями [1]. В этой зоне часто складываются экстремальные условия для вегетации сельскохозяйственных культур, обусловленные весенними и весенне-летними засухами, резкими перепадами суточных температур в период формирования плодов и другими природными аномалиями [2, 3, 4]. Гречиха обыкновенная (Fagopyrum esculentum, M.) – влаголюбивая культура. На образование единицы сухого вещества ее растениям требуется в среднем 530 единиц воды, что значительно превышает величину этого показателя у других сельскохозяйственных культур [5]. При недостаточной влагообеспеченности ингибируются синтетические процессы в растении, происходит резкое снижение биомассы и продуктивности [6].Для ряда культур эти проблемы решаются методами интенсификации ростовых процессов и использования антистрессовых препаратов [7, 8, 9]. На гречихе, наряду с таким подходом [10], одним из основных методов увеличения урожайности остается создание новых адаптивных сортов с использованием морфогенетического метода селекции. Изменение габитуса растения позволяет достичь более высокой продуктивности, сохраняя морфологический потенциал растений [11, 12, 13].За годы культурной эволюции был выделен ряд селекционно значимых морфотипов гречихи, которые значительно изменили габитус и физиологию развития современных сортов, в сравнении с ранее созданными местными сортами [14, 15].Цель исследования – оценить эффективность использования в селекционном процессе фасциированных морфобиотипов гречихи в селекции сортов для условий Среднего Поволжья. Условия, материалы и методы. Работу проводили на экспериментальных полях Татарского научно-исследовательского института сельского хозяйства и Казанского государственного аграрного университета в Лаишевском муниципальном районе Республики Татарстан в 2018–2023 гг. Почва – серая лесная среднесуглинистая. Содержание в пахотном слое гумуса (по Тюрину) составляло 3,2…4,4 %, подвижных форм калия и фосфора (по Кирсанову) – 110…123 мг/кг и 145…377 мг/кг соответственно. Кислотность почвенного раствора в солевой вытяжке – 5,3…6,6 ед. pH.Посев осуществяли сеялкой Wintersteiger рядовым способом с нормой высева 2,0 млн всхожих семян на 1 га, при прогревании почвы на глубине заделки семян 10 0С и при стабильных суточных температурах воздуха. Технология обработки почвы и ухода за посевами – общепринятая для Республики Татарстан [16].Объектами исследования были сорт Батыр, по габитусу растения соответствующий сортотипу «краснострелецкий», а также сорт Яшьлек и гибридная популяция К-990, с преобладанием в составе популяций форм с фасциациями стебля и генеративной зоны.В период посев–всходы среднесуточная температура в 2018–2020 гг. была ниже оптимальных значений на 5,0…8,1 0С, что способствовало увеличению его продолжительности. В 2021–2022 гг. среднесуточная температура была выше оптимума на 3,8…4,3 0С, что привело к формированию дружных всходов. Количество выпавших осадков в этот период варьировало от 7,7 % до 56 % от оптимального значения (58 мм). В годы исследований термические условия в межфазный период «бутонизация – начало цветения» находились на оптимальном уровне. Количество выпавших осадков по годам исследования было значительно ниже нормы. Гидротермический коэффициент в период «всходы – бутонизация» колебался в диапазоне от 0,60 до 0,89, что соответствует засушливым условиям. Дефицит почвенной влаги в этот период подавляет ростовые процессы, ограничивая закладку метамеров. В период «бутонизация – начало цветения» ГТК варьировал от 0,11 до 0,35, что по классификации Селянинова соответствует критерию сильной засухи.Наиболее критические условия в обеспечении растений гречихи элементами питания и влагой складываются в межфазный период. Практически во все годы наблюдений среднесуточная температура периода «начало цветения – начало плодообразования» превосходила оптимальные на 0,9…5,3 0С, «начало плодообразования – начало побурения плодов» – на 2,0…3,5 0С. В 2019 и 2023 гг. среднесуточная температура в период цветения была ниже оптимума и составила 16,5 0С и 17,3 0С соответственно. Одним из важнейших термических параметров для этого периода считают количество дней с температурой выше 25 0С. При такой температуре концентрация сахара в нектарниках повышается, а нектар становится вязким, что делает его не доступным для пчел. Наименьшее количество дней с температурой выше 25 0С было в 2019 и в 2023 гг. (10 дней), что увеличило продолжительность межфазного периода «начало цветения – начало побурения плодов» до 30 и 31 дня соответственно. В остальные годы исследования количество дней с критически высокими температурами захватили практически весь межфазный период «начало цветения – начало побурения плодов». Количество атмосферных осадков в этот период в исследуемые годы не достигало оптимальных значений многолетней нормы и варьировало от 10 мм в 2020 г. до 86,8 мм в 2019 г. Среднесуточная температура периода «начало побурения плодов – созревание» в 2019 г. была ниже оптимальной на 1,2 0С. В 2020 г. она была на уровне среднемноголетней (18,3 0С), в остальные годы исследования наблюдали увеличение среднесуточной температуры на 1,0…2,4 0С, по сравнению с оптимумом. В 2018 и 2019 гг. в этот период отмечали дни с большим перепадом суточных температур. При снижении ночных температур до +8 0С в растениях замедляются процессы метаболизма и прекращается отток ассимилятов к плодам, что приводит к гибели молодой завязи. Обильными были осадки в этот период в 2019 г. (109 мм), достаточными – в 2020 и 2023 гг. (87 и 52 мм соответственно). В остальные годы количество выпавших осадков было не больше 28 % от среднемноголетней нормы.Относительно благоприятными для роста и развития растений гречихи были 2019 и 2020 гг., остальные годы были в той или иной степени засушливыми. В критические периоды формирования урожайности прослеживался острый недостаток почвенной влаги с высокими среднесуточными температурами, которые не позволили полностью реализовать продуктивный потенциал объектов изучения. Качественные показатели урожая определяли согласно ГОСТам: натуру плодов по ГОСТ 10840-2017, массу тысячи семян – по ГОСТ 12042-80, пленчатость плодов – по ГОСТ 10843-76.Полученные в ходе исследования данные были статистически обработаны методами дисперсионного, корреляционного анализов и описательной статистики [17]. Результаты и обсуждение. В среднем за годы исследования растения сортотипа «краснострелецкий» оказались наиболее высокорослыми (66,8 см) (табл. 1). Включение в состав популяции фасциированных форм уменьшило высоту растений на 4,4…8,9 %. Одновременно с уменьшением высоты растений сократилось число узлов на растении. Количество узлов в зоне ветвления стебля уменьшилось для сорта Яшьлек на 30,5 %, а для гибридной популяции К-990 на 24,1 %, по сравнению с сортом Батыр. Сократилось и число узлов в зоне плодоношения. При этом следует отметить, что генеративная зона новой гибридной популяции К-990 стала еще более компактной, из-за уменьшения количества узлов в зоне плодоношения, по сравнению с сортом Батыр на 25 %. Таблица 1 – Элементы структуры урожая растений гречихи(среднее за 2018–2023 гг.)ОбразецВысота растения, смКоличество узлов в зоне ветвленияКоличество узлов в зоне плодоношенияКоличество ветвей 1-го порядка, шт.Количество ветвей 2-го порядка и выше, шт.Батыр66,803,444,213,320,17Яшьлек63,902,393,592,430,07К-99060,902,613,142,480,04НСР054,300,390,430,34Fф˂FтСортотип «краснострелецкий», к которому мы относим сорт Батыр, характеризуется физиологической детерминацией побегообразования. Количество ветвей второго порядка за время нашего исследования у сорта Батыр составило 0,17 шт./растение. На сортах Яшьлек и К-990 отмечена практически полная редукция ветвления второго порядка, а также снижение числа ветвей первого порядка, по сравнению с сортом Батыр, на 0,84…0,89 шт.Детерминация ветвления у фасциированных форм отразилась и на особенностях формирования генеративной зоны сортов. В процессе увеличения фасциированных биотипов в популяции сократилось в 1,5 раза среднее количество соцветий на главном стебле и в два раза количество соцветий на боковых побегах, по сравнению с сортом Батыр.При этом увеличилась продуктивность соцветий главного стебля фасциированных генотипов на 24 %, по сравнению с «краснострелецким» морфобиотипом (табл. 2).Таблица 2 – Параметры продуктивности растений гречихи обыкновенной (среднее за 2018–2023 гг.) ОбразецКоличество соцветий на растении, шт.Количество плодов в соцветиях, шт.на главном стеблена боковых ветвяхглавного стеблебоковых побеговБатыр4,54,837,919,1Яшьлек3,62,947,318,5К-9903,32,246,515,7НСР050,51,06,72,6Фасциированные биотипы обладают повышенной засухоустойчивостью растений, проявляющейся в увеличении семенной продуктивности растений. Соответственно урожайность зерна сорта Яшьлек в неблагоприятные годы была выше на 0,15 т/га, по сравнению с сортом Батыр, а у популяции К-990 – на 0,60 т/га (табл. 3). Климатические условия вегетационного периода 2020 г. нивелировали сортовые различия по урожайности зерна, поэтому между вариантами не выявлено существенных различий. Таблица 3 – Урожайность зерна сортов гречихи, т/га ГодБатырЯшьлек К-990НСР052018 г.0,801,001,300,302019 г.2,931,803,130,432020 г.1,251,171,210,022021 г.0,140,270,320,122022 г.2,251,862,500,282023 г.1,151,831,610,32Средняя за неблагоприятные годы (2018, 2021–2023 гг.)1,081,231,68-Средняя за благоприятные годы (2019, 2020 гг.)2,091,492,17-В благоприятные по гидротермическим условиям годы наименьшую урожайность сформировал сорт Яшьлек (1,49 т/га). У сорта Батыр величина этого показателя достигала 2,09 т/га, что на 40 % выше урожайности сорта Яшьлек. Наибольший сбор зерна был у популяции К-990 и составил 2,17 т/га.Анализ коэффициентов корреляции Пирсона (табл. 4) показал, что у сорта Батыр существует высокая зависимость величины урожая от количества осадков в межфазный период от начала плодообразования и до начала побурения плодов (r = 0,77). На урожайность гибридной популяции К-990 влияло количество осадков на этапе одновременного формирования вегетативной сферы растений и начала цветения (r = 0,93), а осадки в период от начала цветения до начала плодообразования значимо влияли на крупность плодов (r = 0,73).Высокие среднесуточные температуры в период налива плодов отрицательно влияли на урожайность сорта Батыр (r = -0,77), что указывает на низкую норму реакции продуктивной системы данного генотипа к этому фактору. У нового генотипа К 990 в период плодообразования выявлена положительная корреляция к температурному режиму. Сорт Яшьлек обнаружил отрицательную зависимость величины урожая от температурного режима в межфазный период бутонизация – начало цветения и отрицательное влияние высоких среднесуточных температур на формирование крупности плодов.Таблица 4 – Наиболее тесные корреляции урожайности сортообразцов гречихи и массы тысячи плодов с гидротермическими условиями периодов вегетации растений в годы исследований (2018–2023 гг.) ОбразецГидротермический факторМежфазный периодКоэффициент корреляция с признаками*урожайностимасса 1000 плодовБатырколичество осадковначало плодообразования - начало побурения плодов0,77–среднесуточная температура воздуханачало побурения плодов – созревание-0,77–Яшьлексреднесуточная температурабутонизация – начало цветения– 0,70–начало плодообразования – начало побурения плодов–-0,78К 990количество осадковбутонизация – начало цветения0,93–начало цветения – начало плодообразования–0,73*все коэффициенты корреляции значимы на уровне α=0,1.Гидротермические условия в годы проведения исследования имели влияние на формирование технологических показателей плодов гречихи. Так, в неблагоприятные годы средняя масса тысячи плодов составляла от 29,1 г у сорта Батыр до 31,3 г у морфобиотипа К-990 (табл. 5). В благоприятные 2019 и 2020 гг. масса тысячи плодов была максимальной у варианта Яшьлек (32,2 г).Натурная масса всех образцов в неблагоприятные годы была выше, чем в благоприятные. Это связано с тем, что в годы, лимитированные по количеству осадков, формируются более мелкие плоды с менее выраженной крылатостью. Наиболее вариабельным этот признак оказался у вариантов Батыр (531…612 г/л) и Яшьлек (555…619 г/л). У морфобиотипа К-990 натурная масса была более стабильна в течении всего периода исследования (529…580 г/л).Главным технологическим показателем для крупяного производства является пленчатость плодов, которая непосредственно влияет на выход крупы. В среднем за шесть лет наиболее низкопленчатым морфобиотипом оказался вариант К-990 (22,7 %) (табл. 5).. Наиболее вариабельным данный параметр был у сорта Батыр, так в годы с сильным дефицитом осадков доля пленка увеличилась до 27,4 %, а в благоприятные снизилась до 18,3 %. У вариантов Яшьлек и К-990 пленчатость плодов была более стабильна по годам и варьировалась в пределах 20,9…24,9 %.Таблица 5 – Технологические параметры качества плодов гречихи (среднее за 2018–2023 гг.) ОбразецМасса 1000 плодов, гПленчатость, %Натурная масса, г/лБатыр29,123,8586Яшьлек30,722,3563К-99031,322,7558НСР050,80,33Выводы. Таким образом, включение в состав гибридных популяций фасциированных генотипов с редуцированным ветвлением формирует более компактный габитус растений, по сравнению с «краснострелецким» сортотипом, из-за уменьшения высоты растения на 5,6…9,1 %, количества боковых ветвей первого порядка – в 1,3…1,6 раза. Редукция бокового ветвления второго и третьего порядка увеличивает количество соцветий на главном стебе на 25…30 % и продуктивность растения в 1,2 раза, по сравнению с сортом Батыр. Урожайность, сформировавшаяся в годы с различной степенью обеспеченности влагой, свидетельствует о повышенной устойчивости генеративной сферы фасциированных генотипов гречихи к засушливым условиям. Результаты корреляционного анализа свидетельствуют, что урожайность сорта Батыр напрямую зависит от количества выпавших осадков в межфазный период «начало плодообразования – начало побурения плодов» (r=0,77) и имеет сильную обратную связь со среднесуточной температурой в период созревания зерна (r=-0,77). Урожайность и крупность зерна сорта Яшьлек зависит от среднесуточных температур, тогда как у гибридной популяции К-990 имеется прямая сильная связь между урожайностью и количеством выпавших осадков в начальный период вегетации (r=0,93)Вовлечение в состав гибридных популяций фасциированных морфобиотипов, наряду с изменением архитектоники растений способствует повышению засухоустойчивости и стабильности урожаев в условиях Среднего Поволжья.