Урожайность и продолжительность периода вегетации фасоли обыкновенной в зависимости от гидротермических условий

5. Finley, K. W. The analysis of adaptation in a plant breeding program / K. W. Finley, I. N. Wilkinson // Austral J. Agr. Res. - 1963. - № 14. - P. 742-754.

6. Eberhart, S. A. Stability parameters for comparing varieties / S. A. Eberhart, W. A. Russel // Crop Sci. - 1966. - № 6. - P. 336-400.

7. Тригуб, О. В. Характеристика сорив гречки за стабшьшстю урожайност в умовах твденного Лгсостепу Украши / О. В. Тригуб // Генетичш ресурси рослин. - 2008. - № 6. - С. 151-155.

8. Улинець, В. З. Адаптивш i продуктивш моделi сорив озимоï пшенищ степових регюнгв Украши / В. З. Улинець,

A. О. Мелешко // Поабник украïнського хтбороба. - 2012. - Т. 2. - С. 190-193.

9. Литус, М. В. Вплив поеднання експериментального мутагенезу з пбридизащею озимоï пшенищ на адаптившсть в умовах центрального Лгсостепу Украши / М. В. Литус // Вгсник Черкаського шституту агропромислового виробництва. -2011. - Вип. 11. - С. 65-69.

10. Жученко, А. А. Адаптивное растениеводство (эколого-генетические основы) / А. А. Жученко. - Кишинев: Шти-инца, 1990. - 431 с.

11. Tai, G. C. Genotypic stability analysis and its application to potato regional trials / G. C. Tai // Crop Sci. - 1971. - V. 11, № 2. - P. 184-190.

12. Пакудин, В. З. Оценка экологической пластичности и стабильности сортов сельскохозяйственных культур /

B. З. Пакудин, Л. М. Лопатина // Сельскохозяйственная биология. - 1984. - № 4. - С. 109-112.

13. Смиряев, А. В. Генетика популяций и количественных признаков / А. В. Смиряев, А. В. Кильчевский. - М. : КолосС, 2007. - 272 с.

14. Методика проведення експертизи та державного випробування сорив рослин зернових, круп'яних та зернобобових культур / Охорона прав на сорти рослин: офщшний бюлетень. - 2003. - Вип. 2, част. 3. - 214 с.

15. Методика державного сортовипробування сортгв на придаттсть до поширення в Украш: Загальна частина / Охорона прав на сорти рослин: офщшний бюлетень. - 2003. - Вип. 1, част. 3. - 106 с.

16. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) / Б. А. Доспехов. - Изд. 5-е перераб. и доп. - М. : Агропромиздат, 1985. - 351 с.

17. Яковлев, В. Б. Статистика. Расчеты в Microsoft Excel / В. Б. Яковлев. - М. : КолосС, 2005. - 352 с.

УДК 635.652:631.8

А. В. ГОЛОДНАЯ, В. В. АКУЛЕНКО, О. О. СТОЛЯР

УРОЖАЙНОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПЕРИОДА ВЕГЕТАЦИИ ФАСОЛИ ОБЫКНОВЕННОЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГИДРОТЕРМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

Приведены результаты исследований влияния количества We have presented results of research into the influence of

осадков и суммы среднесуточных температур воздуха на по- the rainfall and the sum of daily average temperatures of air on

казатели продолжительности периода посев-всходы и меж- the indicators of duration of the period 'sowing - young growth'

фазных периодов, а также показатели корреляционной зави- and inter-phase periods, as well as indicators of correlation

симости уровня урожайности фасоли обыкновенной. Показа- dependence of the level of common beans productivity on them.

ны математические модели зависимости уровня урожайно- We have shown mathematical models of dependence ofproduc-

сти от гидротермических условий вегетационного периода. tivity level on hydrothermal conditions of vegetation period.

Введение

Фасоль обыкновенная - ценная пищевая культура, семена которой содержат до 34 % белка, сбалансированного по аминокислотному составу и переваримостью 86 % [1, с. 280].

В его состав входит до 30 аминокислот, включая все незаменимые, поэтому семена этой культуры считаются источником полноценных белков [2, с. 160; 3, с. 80; с. 264]. Среди зернобобовых культур по посевным площадям фасоль занимает в мире второе место после сои. В Украине на сегодняшний день ее посевные площади незначительные, однако создание новых высокоурожайных сортов культуры, приспособленных к механизированному выращиванию, способствуют их увеличению. На сегодняшний день в научной литературе почти отсутствуют данные о прохождении процессов формирования продуктивности растениями созданных сортов, особенно актуальным этот вопрос является в условиях изменения климата.

Анализ источников

Известно, что для прорастания семян фасоли обыкновенной минимальной температурой почвы на глубине заделки семян является +8-10 оС, оптимальной - +18-22 оС [5, с. 96]. Для прорастания семена требуют 100-120 % влаги относительно своей массы. В течение периода вегетации фасоли обыкновенной существуют два критических периода по отношению к влаге: период от сева до появления всходов и от бутонизации до полной спелости [1, с. 280]. Продолжительность периода посев-всходы и межфазных периодов (от продолжительности которых зависит формирование уровня определенно-

го показателя) зависит от гидротермических условий года исследования, причем в большей степени определяющим фактором является температурный режим [5, с. 96]. Поэтому целью наших исследований было изучение процесса формирования урожайности не только от исследуемых элементов технологии выращивания, а также от гидротермических условий, которые складываются в период вегетации в целом и межфазных периодов частности.

Методы исследования

Исследования проводили в 2011-2013 гг. в отделе адаптивных интенсивных технологий зернобобовых, крупяных и масличных культур ННЦ «Институт земледелия НААН». Технология выращивания фасоли обыкновенной общепринятая в зоне Лесостепи, за исключением изучаемых элементов. Предшественник - пшеница озимая. Варианты удобрения: без удобрений (контроль) , N60P6oK6o реко-мендованая в зоне, N52P35K63 и N22P35K63 + N30 (фаза бутонизации), расчитанная по видовому геноти-пическому соотношению элементов в растениях, на 3,0 т/га зерна. Сев проводили семенами сортов Пэрлына и Щедра (которые различаются по габитусу растений) широкорядным способом (ширина междурядий 45 см) с нормой высева 350 , 450 и 550 тыс.шт./га. Высевали семена, предварительно обработанные водой (контроль), активным штаммом клубеньковых бактерий рода Rhuzobium phaseoli № 8 (селектированных в лаборатории почвенной микробиологии ННЦ «Институт земледелия НААН») и сочетание штамма клубеньковых бактерий № 8 с рострегулирующим препаратом биологического происхождения на основе эндофитных бактерий рода Bacillus subtilis Фитоцид-р (1 л/т семян).

Основная часть

Как показали фенологические наблюдения, наступление фаз развития растений обоих сортов, независимо от исследуемых элементов технологии их выращивания, отмечали одновременно. Погодные условия лет проведения исследований различались между собой, а также по средним многолетним показателям: как по температурному режиму и количеству осадков, так и их распределению в течение вегетации растений фасоли обыкновенной. Культура имеет определенные особенности роста и развития, требует разного количества влаги и сумм среднесуточных температур как для прорастания семян, так и в течение периода вегетации растений [7, с. 38] , что отражается в продолжительности периода посев-всходы, межфазных периодов и периода вегетации в целом (табл. 1). По данным исследователей [8, с. 17], всходы фасоли появляются дружно (от посева до всходов 6-10 суток), когда складываются для этого благоприятные условия (влажность почвы от 60 до 75 % от полной влагоем-кости, температура почвы на глубине заделки семян + 12-15 оС). От сева до появления всходов фасоли обыкновенной сумма среднесуточных температур составляла от 181,4 до 229,5 оС, количество осадков - от 1,9 до 43,1 мм. По продолжительности периода посев-всходы, который продолжался 1011 суток, можно констатировать, что всходы были дружными. Так как во все годы исследований от посева до появления всходов среднесуточная температура воздуха была благоприятной для прорастания семян фасоли, продолжительность периода почти не зависела от данного показателя, о чем свидетельствует коэффициент корреляционной зависимости (г = -0,051) (табл. 2).

Таблица 1. Показатели продолжительности межфазных периодов и гидротермических условий при выращивании фасоли обыкновенной, среднее за 2011-2013 гг.

Год Период посев-всходы Межфазный период вегетации

всходы - 2-х настоящих листьев 2-х настоящих листьев -бутонизации бутонизации - цветения цветения -налива бобв налива бобов -полного созрения период вегетации

Продолжительность периода, суток

2011 11 16 8 19 14 43 100

2012 10 19 12 10 13 48 102

2013 10 15 10 14 13 35 87

Середнее за 2011-2013 10 17 10 14 13 42 96

Количество осадков, мм

2011 1,9 2,0 9,2 142,4 44,8 82,5 280,9

2012 43,1 51,6 64,2 4,6 5,7 96,8 222,9

2013 7,6 26,4 21,4 0,6 30,0 10,4 88,8

Середнее за 2011-2013 17,2 26,7 31,6 49,2 26,8 63,2 197,5

Сумма среднесуточных температура воздуха, ОС

2011 203,2 329,0 164,4 352,4 317,7 859,3 2022,8

2012 181,4 307,3 240,2 213,8 306,2 1038 2105,5

2013 229,5 277,5 197,8 320,0 285,8 721,0 1802,1

Середнее за 2011-2013 204,7 304,6 200,8 295,4 303,2 872,8 1976,8

Таблица 2. Показатели корреляционной зависимости продолжительности межфазных периодов от количества осадков и суммы среднесуточных температур воздуха, среднее за 2011-2013 гг.

Показатель Период посев-всходы Межфазный период вегетации

всходы - 2-х настоящих листьев 2-х настоящих листьев -бутонизации бутонизации - цветения цветения -налива бобв налива бобов - полного созрения период вегетации

Количество осадков, мм -0,569 0,724 0,952 0,884 0,743 0,972 0,912

Сумма среднесуточных температура воздуха, ОС -0,051 0,325 0,998 0,934 0,732 0,979 0,989

От количества осадков зависимость была средней и носила обратный характер, о чем свидетельствует коэффициент корреляционной зависимости (г = -0,569). Продолжительность периодов от появления всходов до цветения зависит от среднесуточных температур воздуха, осадков, условий питания растений фасоли и т.д. В этот период растения менее требовательны к влаге, устойчивы к засухе, так как корневая система развивается интенсивнее, чем надземная масса. Продолжительность периодов от цветения до созревания зависит от наличия влаги и среднесуточных температур воздуха. В дождливый период созревание фасоли задерживается [6, с. 196]. От фазы 2-х настоящих листьев до фазы налива бобов в годы исследований отмечали различное количество осадков, которые неравномерно распределялись в течение данного периода, разной была и сумма среднесуточных температур воздуха, однако продолжительность межфазных периодов колебалась незначительно по сравнению со средними показателями. Зависимость продолжительности межфазных периодов от количества осадков была сильной и носила прямой характер (табл. 2). От суммы среднесуточных температур в период всходы - 2-х пар листьев зависимость была слабой (г = 0,325), затем значительно усиливалась. Межфазный период налива бобов-полное созревание продолжался в пределах от 35 до 48 суток при среднем показателе 42 суток. Его продолжительность зависела от количества осадков и суммы среднесуточных температур воздуха, что подтверждается показателями корреляционной зависимости, приближаются к единице, а зависимость носит прямой характер (г = 0,972 и 0,979 соответственно). Продолжительность периода вегетации изучаемых сортов фасоли обыкновенной была в пределах от 87 до 102 суток, в среднем за годы исследований - 96 суток. Количество осадков за этот период составило 88,8-280,9 мм, сумма среднесуточных температур воздуха - 1802,1-2105,5 оС. Увеличение количества осадков приводило к удлинению периода вегетации. В целом зависимость продолжительности периода вегетации от количества осадков и суммы среднесуточных температур воздуха была сильной и прямой (г = 0,912 и 0,989 соответственно).

Уровень урожайности фасоли обыкновенной определялся сортом, количеством осадков и суммой среднесуточных температур воздуха, которые значительно влияли на продолжительность периодов, процессы вегетативного и генеративного развития растений, формирования элементов структуры урожая. Как свидетельствуют показатели корреляционной зависимости, взятые для исследования, сорта по-разному реагировали на гидротермические условия в течение периода вегетации культуры (табл. 3). Развитие растений сорта Пэрлына в большей степени зависело от суммы среднесуточных температур воздуха, чем от количества осадков. В течение периода налив бобов- полное созревание формируется уровень таких показателей, как количество бобов на растении и зерен в них, масса 1000 зерен, которые вместе с густотой растений являются основными элементами, формирующими уровень урожайности.

Таблица 3. Показатели корреляционной зависимости урожайности фасоли обыкновенной от количества осадков и суммы среднесуточных температур в течение периода вегетации, среднее за 2011-2013 гг.

Показатель Межфазный период вегетации

всходы - 2-х настоящих листьев 2-х настоящих листьев -бутонизации бутонизации -цветения цветения - налива бобв налива бобов -полного созрения период вегетации

Сорт Пэрлына

Количество осадков, мм -0,165 -0,450 -0,382 0,291 -1,000 -0,898

Сумма среднесуточных температур воздуха, оС -0,831 -0,223 0,439 -0,867 -0,904 -0,993

Сорт Щедра

Количество осадков, мм 0,611 0,349 -0,937 -0,503 -0,681 -0,933

Сумма среднесуточных температур воздуха, оС -0,973 0,563 -0,360 -0,954 -0,302 -0,595

Значительная его зависимость от гидротермических показателей в указанный период подтверждается коэффициентами корреляционной зависимости (г = -1,000 и -0,904 соответственно). Уровень урожайности фасоли обыкновенной сорта Пэрлына имел сильную обратную зависимость от гидротермических условий периода вегетации. У сорта Щедра четкой зависимости уровня урожайности от

количества осадков и суммы среднесуточных температур воздуха в исследуемые периоды не наблюдали. В целом за период вегетации зависимость была сильной от количества осадков (г = -0,933), а от суммы среднесуточных температур воздуха средней (г = -0,595). В обоих случаях зависимость была обратной. Зависимость уровня урожайности исследуемых сортов фасоли обыкновенной от гидротермических условий периода вегетации культуры описывается уравнениями регрессии, приведенными в табл. 4.

Таблица 4. Математические модели зависимости уровня урожайности фасоли обыкновенной от гидротермических условий вегетационного периода, в среднем за 2011-2013 гг.

Уравнение регрессии Множественный коэффициент корреляции, R Коэффициент детерминации, D,%

Y = 2,2727 - 0,0050X1 + 0,0862 „J~ X1 0,538 28,9

Y = 106.3857 + 0,0523X2 - 4.6606X2 0,489 23,9

Примечание: Y - урожайность, т / га; Х1 - количество осадков, мм; Х2 - сумма среднесут. температур воздуха, 0С.

Расчетные математические модели дают возможность вычислить урожайность фасоли обыкновенной в зависимости от данных показателей. Указанные уравнения достоверны на 95 % уровне вероятности по критериям Фишера и Стьюдента. Как свидетельствуют показатели рассчитанной урожайности фасоли обыкновенной по количеству осадков и суммой среднесуточных температур воздуха, фактический уровень урожайности сорта Щедра в условиях 2011-2013 гг. был несколько ниже, что свидетельствует о неполной реализации им существующего потенциала (рис).

£ Сорт Щедра Сорт Пэрлына

PiK

| I Урожайность фактическая; —— расчётная по количеству осадков; —й— по сумме среднесуточных температур

Рис. Показатели фактической и расчетной (по гидротермическим условиям) урожайности исследуемых сортов фасоли обыкновенной, т/га

У сорта Пэрлына уровень урожайности формировался выше, гидротермические условия годов исследований были благоприятными для роста и развития растений и реализации потенциала.

Заключение

Гидротермические условия, которые складывались в период вегетации, оказали значительное влияние на продолжительность периода посев-всходы, межфазных периодов развития растений, а также формирование урожайности фасоли обыкновенной сортов Пэрлына и Щедра. Расчетные математические модели дают возможность вычислить ориентировочный уровень урожайности фасоли обыкновенной в зависимости от количества осадков и суммы среднесуточных температур воздуха в течение периода вегетации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Иванов, Н. Р. Фасоль / Н. Р. Иванов. - Л.-М.: Гос. изд-во сельскохозяйственной литературы, 1961. - 280 с.

2. Зернобобов1 культури / За ред. А. О. Бабича. - К.: Урожай, 1984. - 160 с.

3. Кияк, Г. С. Зернобобов1 культури / Г. С. Кияк. - Льв1в: Каменяр, 1970. - 80 с.

4. Тооминг, Х. Г. Экологические принципы максимальной продуктивности посевов / Х. Г. Тооминг. - Л., 1984. - 264 с.

5. Минюк, П. М. Фасоль / П. М. Минюк. - 2-е изд., перераб. и дополн. - Минск: Ураджай, 1991. - 96 с.

6. Путырская, И. Фасоль, горох / И. Путырская, В. Прохоров, П. Родионов - М.: Махаон, 2000. - 196 с.

7. Камшський, В. Ф. Значення погодно-ктматичних умов у виробнищш зернобобових культур в Украш / В. Ф. Камшський, A. В. Голодна, A. В. Гресь // Корми i кормо виробництво. - Вшниця, 2004. - №53. - С. 38-48.

8. Паркин a, O. В. Хозяйственно-биологическая оценка сортов фасоли и разработка приемов выращивания в условиях Западной Сибири: автореф.дисс. ... канд. с.-х. наук: 06.01.09/ O. В. Паркина. - Новосибирск, 2003. - 17 с.