Экологическая пластичность и урожайность различных морфотипов гороха

Экологическая пластичность и урожайность различных морфотипов гороха

Н.А. Коробова, к.с.-х.н., А.А. Козлов, к.с.-х.н., А.П. Коробов, к.б.н., Е.В. Пучкова, н.с., ФГБНУДонской зональный НИИСХ

Главной зернобобовой культурой юга России является горох. Он обладает рядом уникальных качеств: высокой продуктивностью, повышенным по сравнению с зерновыми культурами содержанием белка в зерне и зелёной массе, коротким вегетационным периодом. Обладая симбиотиче-ской активностью, за счёт которой происходит азотфиксация и мобилизация труднодоступных форм фосфора и калия, способствует повышению плодородия почв, на которых возделывается. Отсюда и широкий спектр хозяйственного применения гороха — пищевое, кормовое и техническое, как культуры-сидерата и фитомелиоранта [1].

Для поддержания и повышения эффективности возделывания гороха необходимо наличие конкурентоспособных сортов, удовлетворяющих потребностям сельскохозяйственного производства. Однако общехозяйственные, климатические и эдафические условия даже в границах одного региона могут существенно различаться, и хороший сорт должен адекватно воспринимать весь спектр негативных факторов. Именно эта способность сортов давать высокий и качественный урожай в различных почвенно-климатических, погодных и агротехнических условиях называется экологической пластичностью [2]. Расчёт и оценка этого показателя позволяют прогнозировать поведение сорта как в благоприятных условиях, так и в условиях стресса.

Горох, в отличие от многих других культур, в последние десятилетия претерпел существенные изменения. Введение в селекционные сорта мутаций, обеспечивающих модификацию строения листа, неосыпаемость семян, низкостебельность, детерминантный рост стебля, повлекло изменения в архитектонике растений, интенсивности транс-пирации, водном режиме и процессах аттракции. Была существенно повышена технологичность, но возникли опасения в снижении стрессоустойчи-вости у сортов новых морфотипов [3, 4]. Может появиться необходимость пересмотра параметров модельных сортов [5]. Поэтому создание и внедрение в производство новых, высокоурожайных и технологичных сортов должно вестись с оглядкой на их адаптационные возможности.

В этой связи целью проведения исследования было изучение набора сортов гороха зернового использования в условиях Приазовской зоны Ростовской области по уровню экологической пластичности и продуктивности.

Материал и методы исследования. Опыт закладывался в селекционном севообороте ФГБНУ

«ДЗНИИСХ» в 2011-2015 гг. Материалом для исследования служили 40 районированных сортов гороха зернового направления. Посев осуществляли по предшественнику озимая пшеница сплошным рядовым способом селекционной сеялкой СУ-10. Норма высева составляла 1,2 млн всхожих семян на 1 га, учётная площадь делянки — 15 м2, повтор-ность — двукратная. Применяли общепринятую для зоны технологию возделывания гороха. Уборку проводили прямым комбайнированием селекционным комбайном «Сампо 130» с последующей предварительной очисткой на пневмосортировальной машине ПСМ-0,5 и взвешиванием зерна.

Расчёт и обработка данных выполнены с помощью пакета программ прикладной статистики BЮGEN 2.05 [6]. Экологическую пластичность

Экологическая пластичность и урожайность сортов гороха, 2011—2015 гг.

Со т Экологическая Урожай-

орт пластичность (И;) ность, ц/га

Сармат 0,36 22,1

Аксайский усатый 5 -1,76 21,3

Аксайский усатый 7 -2,81 20,2

Аксайский усатый 10 -1,35 21,0

Аксайский усатый 55 -0,29 21,5

Фокор 3,58 23,7

Альянс 8,57 26,1

Атаман 4,22 24,0

Кадет 9,07 26,4

Лавр -2,24 19,7

Аргон -4,85 19,0

Старт -1,84 20,3

Батрак -1,49 20,6

Орлус 3,70 23,6

Орловчанин 1,24 22,4

Мультик -3,04 19,5

Орловчанин 2 -3,53 19,7

Визир 2,37 22,9

Фараон 8,12 25,3

Спартак 2,65 23,0

Темп 4,24 24,2

Флагман 10 -2,75 19,7

Дударь -1,54 20,5

Таловец 70 -0,68 21,0

Немчиновский 100 -5,02 18,6

Варис -3,80 19,1

Венец -2,62 20,2

Фалёнский усатый -1,54 20,8

Губернатор -7,75 17,5

Ямальский -2,50 20,3

Ямал -0,61 21,3

Агроинтел 0,23 21,7

Кемчуг 1,01 21,7

Светозар -1,66 20,9

Яхонт -3,65 19,7

Руслан -4,11 19,6

Вельвет 2,71 22,8

Аудит 1,95 22,9

Стабил 4,80 24,3

Готик 2,63 22,9

сортов оценивали по методике С. П. Мартынова, предполагающей вычисление величины гомеоста-тичности Н [7].

Годы исследования различались по метеорологическим условиям, что оказало влияние на средне-сортовую урожайность (индекс среды). Условия среды достоверно выше среднего индекса среды были в 2011, 2012 и 2015 гг. при среднесортовой урожайности 25,2; 25,1 и 26,7 ц/га соответственно, достоверно ниже — в 2013 и 2014 гг. при 13,5 и 17,3 ц/га соответственно.

Результаты исследования. Изученные сорта гороха существенно различались как по экологической пластичности, так и по урожайности (табл.). Характер распределения в обоих случаях оказался близким к нормальному. Экологическая пластичность у изученных сортов варьировала в пределах 7,75—9,07. Наивысшей экологической пластичностью (Н^3,5) характеризовались сорта Кадет (Н1=9,07), Альянс (Н1=8,57), Фараон (Н1=8,12), Стабил (Н1=4,80), Темп (Н1=4,24), Атаман (н1=4,22), Орлус (н1=3,70), Фокор (Н,= 3,58). Наиболее низкая экологическая пластичность (Н;< -3,5) отмечена у сортов Губернатор (Н1= -7,75), Немчиновский 100 (Н1= -5,02), Аргон (Н4= -4,85), Руслан (Н1= -4,11), Варис (Н4= -3,80), Яхонт (Н1= -3,65), Орловчанин 2 (Н1= -3,53). Всего сортов с экологической пластичностью выше средней оказалось 17, ниже средней — 23.

Варьирование изученных сортов по урожайности находилось в пределах от 17,5 до 26,4 ц/га. Наибольшую урожайность в наших исследованиях показали сорта Кадет (26,4 ц/га), Альянс (26,1 ц/га), Фараон (25,3 ц/га), Стабил (24,3 ц/га), Темп (24,2 ц/га), Атаман (24,0 ц/га), Фокор (23,7 ц/га) и Спартак (23,0 ц/га). Низкоурожайными были сорта Губернатор (17,5 ц/га) и Немчиновский 100 (18,6 ц/га).

Корреляционная связь между рассматриваемыми показателями — средней за ряд лет урожайностью и экологической пластичностью — очень тесная (г=0,99; Р < 0,01), что согласуется с имеющимися литературными данными по озимой пшенице [8]. Такая сильная зависимость подчёркивает, насколько велико участие адаптационных характеристик в формировании урожайности. С другой стороны, рассмотрение двух показателей с очень тесной линейной связью отчасти может быть избыточным. По данным корреляционного анализа также установлено, что экологическая пластичность несколько теснее связана с максимальной урожайностью, которую продемонстрировал сорт за годы испытаний (г=0,88; Р < 0,01), нежели с минимальной (г=0,84; Р < 0,01), хотя в обоих случаях эти связи можно охарактеризовать как сильные.

Для того чтобы сопоставить изученные сорта по экологической пластичности и продуктивности, они были дифференцированы по морфотипам и

разбиты на 4 группы по признакам строения листа и осыпаемости семян (рис.).

Можно отметить, что облиственные сорта гороха в целом более продуктивны, чем усатые. При этом и амплитуда колебания урожайности у облиственных сортов выше, чем у усатых, — 15 против 13,7 ц/га соответственно. Экологическая пластичность облиственных сортов существенно выше (Н1=0,57), чем у усатых (Н1=-0,29). Полученные данные о более высокой экологической пластичности облиственных сортов гороха в сравнении с усатыми вполне согласуются с имеющейся в литературе информацией о том, что в условиях Приазовья облиственные сорта урожайнее усатых в неблагоприятные годы [9]. Единственный среди изученных сортов с ярусной гетерофилией (Спартак) характеризуется довольно неплохими показателями, как экологической пластичности, так и урожайности — 2,65 и 23,0 ц/га соответственно.

Сорта гороха с неосыпающимися семенами (разновидности экадукум) менее урожайны, чем сорта с обычными семенами (разновидности вульгаре), — 20,6 против 22,3 ц/га соответственно. Кроме того, сорта с неосыпающимися семенами менее пластичны (Н1=-1,62), чем с осыпающимися (Н1= 1,32).

Следует заметить, что более низкая экологическая пластичность и урожайность у усатых сортов и сортов с неосыпающимися семенами ни в коем случае не ставит под сомнение оправданность их широкого использования в производстве. В крайне неблагоприятных условиях уборочной кампании вследствие перестоя растений на корню, шквалистых ветров и ливневых осадков возмож-

зо,а 25,0 га,о 15,0 ю.о

5,0 0,0

зо.о

25,0 10,0 15,0 10.0 5,0 0,0

г 7,о

ц!га

0,8 0,6 0,4

о,г 0.0 0,2 -0,4

1,5 1,0 0,5 0,0 •0,5 -1,0 -1,5 -1,0

Неосыпаюгцнеся {1В сортов]

Средняя УРОЖАЙНОСТЬ, ц/гэ I Минимальная урожайность, ц/га  Максимальная урожайность, и/га

Экологическая пластичность {НО

Рис.

Экологическая пластичность и урожайность сортов гороха различных морфотипов

ны значительные потери зерна. Их существенно можно снизить, возделывая более технологичные сорта, среди которых есть и высокоурожайные. В частности, усатый сорт гороха Фокор с неосы-пающимися семенами и высокой устойчивостью к полеганию оказался одним из самых урожайных в изученном наборе.

Выводы. Испытание широкого набора сортов зернового гороха в условиях Приазовской агроклиматической зоны Ростовской области выявило значительное их разнообразие по экологической пластичности и урожайности. Отмечена очень сильная корреляционная зависимость между экологической пластичностью и средней за ряд лет урожайностью. Обращает на себя внимание более высокий уровень экологической пластичности и урожайности у облиственных сортов и сортов с осыпающимися семенами, выявленный в ходе сравнения различных морфотипов. Имеется необходимость дальнейшего селекционного улучшения культуры гороха с созданием сортов, сочетающих высокую урожайность, экологическую пластичность и технологичность.

Литература

1. Вишнякова М.А. Генофонд зернобобовых культур и адаптивная селекция как факторы биологизации и экологизации растениеводства (обзор) // Сельскохозяйственная биология. 2008. № 3. С. 3-23.

2. Зыкин В. А. Методика расчёта и оценки параметров экологической пластичности сельскохозяйственных растений / В.А. Зыкин, И.А. Белан, В.С. Юсов, Д.Р. Исламгулов. 2-е изд., перераб. и доп. Уфа: Башкирский ГАУ, 2011. 100 с.

3. Новикова Н.Е. Проблемы засухоустойчивости растений в аспекте селекции гороха // Зернобобовые и крупяные культуры. 2012. № 1. С. 53-58.

4. Вербицкий Н.М., Осокина Е.И. Селекция гороха на Дону // Генетика и селекция растений на Дону. Вып. 3. Ростов-на-Дону: Изд-во «АКРА», 2003. С. 178-213.

5. Коробова Н.А. Новые сорта зернового гороха донской селекции // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2015. № 3 (53). С. 62-65.

6. Мартынов С.П., Сорокин О.Д. Пакет программ прикладной статистики «BIOGEN» для обработки данных, полученных в селекционно-генетических экспериментах // Международная конференция АГРОИНФО: сб. науч. тр. Краснообск, 2003. С. 132-133.

7. Смиряев А.В., Мартынов С.П., Кильчевский А.В. Биометрия в генетике и селекции растений. М.: Изд-во МСХА, 1992. 269 с.

8. Рыбась И.А. Характеристика адаптивных свойств сортов и линий озимой мягкой пшеницы по предшественнику кукуруза / И.А. Рыбась, А.В. Гуреева, Д.М. Марченко, Т.А. Гричаникова, И.В. Романюкина // Аграрный вестник Урала. 2015. № 10 (140). С. 10-14.

9. Бугрей И.В., Авдеенко А.П. Продуктивность сортов гороха различного морфотипа // Успехи современной науки. 2016. № 2. Т. 1. С. 6-10.

Вегетационный период коллекционных образцов гороха

А.П. Коробов, к.б.н, Н.А. Коробова, к.с.-х.н., А.А. Лысенко,

к.с.-х.н., Ю.В. Шапошникова, мл.н.с., ФГБНУ Донской зональный НИИСХ

Продолжительность вегетационного периода -один из факторов, по которому судят о возможности возделывания сорта в тех или иных почвенно-климатических условиях, а также о его использовании в качестве исходного материала в различных селекционных программах. Наследственная природа сорта и совокупное влияние био- и абиотических факторов определяют темп и ритм развития растений, время наступления отдельных фенологических фаз и длину вегетационного периода в целом. При благоприятных условиях самые ранние сорта гороха заканчивают развитие за 45-50 дней, самые поздние созревают за 120-125 дней.

Вегетационный период сорта - величина непостоянная, она варьирует как в географическом разрезе, так и по годам. Изменчивость вегетационного периода по годам в одном и том же пункте определяется в основном двумя факторами: температурой и осадками. Продолжительность вегетации от посева до цветения теснейшим образом зависит от суммы среднесуточных температур, а продолжительность налива зерна, кроме суммы температур, в не меньшей степени зависит от условий увлажнения. Прохладная погода, низкие

и пониженные положительные температуры, изменяя ход физиолого-биохимических процессов, задерживают развитие и формообразование растений, вызывают увеличение продолжительности вегетационного периода [1, 2]. В жаркую погоду, наоборот, происходит ускорение развития [1].

Отмечено также, что общая продолжительность вегетационного периода гороха зависит главным образом от длительности межфазного периода всходы — цветение [3]. Сложившаяся в последнее время тенденция ранних сроков посева семян в непрогретую почву приводит к затягиванию фазы всходы — цветение, вследствие чего происходит увеличение вегетационного периода в целом.

Благодаря своей скороспелости и высокой холодостойкости горох получил широкое распространение в сельхозпроизводстве в качестве хорошего предшественника для зерновых озимых культур. К особым его достоинствам можно отнести уникальную способность формировать за короткий период вегетации высокие урожаи зерна с высоким содержанием белка практически во всех почвенно-климатических зонах России.

Необходимо отметить, что проблема вегетационного периода является одной из важнейших в агрономической науке и имеет самое непосредственное отношение к сельскохозяйственному производству. Как показывают многочисленные исследования, получение высокого урожая у гороха возможно