Научная статья на тему 'Экологическая пластичность и урожайность различных морфотипов гороха'

Экологическая пластичность и урожайность различных морфотипов гороха Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
473
112
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГОРОХ / СОРТ / ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ / ГОМЕОСТАТИЧНОСТЬ / УРОЖАЙНОСТЬ / МОРФОТИП / КОРРЕЛЯЦИЯ / PEAS / VARIETY / ECOLOGICAL PLASTICITY / HOMEOSTASIS / PRODUCTIVITY / MORPHOTYPE / CORRELATION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Коробова Наталья Александровна, Козлов Александр Александрович, Коробов Андрей Петрович, Пучкова Елена Викторовна

В Приазовской агроклиматической зоне Ростовской области изучен набор сортов гороха зернового направления использования. На протяжении 5 лет исследования метеорологических условий привели к значительным колебаниям среднесортовой урожайности, что позволило обнаружить различия между изучаемыми сортами. Расчёт параметров экологической пластичности выполнен по методике С.П. Мартынова. Выделены сорта гороха с высокой и низкой экологической пластичностью (Hi>3,5 и Hi<-3,5). Показано, что высоким уровнем урожайности отличились сорта Кадет, Альянс, Фараон, Стабил, Темп, Атаман, Фокор, Спартак. Низкопродуктивными в условиях Приазовья оказались сорта Губернатор и Немчиновский 100. Выявлена очень тесная корреляционная связь между величиной Hi и урожайностью: r=0,99 (Р≤0,01). Сопоставление сортов гороха разных морфотипов по экологической пластичности выявило преимущество облиственных сортов перед усатыми, сортов с осыпающимися семенами перед неосыпающимися. Указывается на необходимость сочетания высоких показателей урожайности, экологической пластичности и технологичности у вновь создаваемых сортов гороха.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Коробова Наталья Александровна, Козлов Александр Александрович, Коробов Андрей Петрович, Пучкова Елена Викторовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ECOLOGICAL PLASTICITY AND YIELDS OF DIFFERENT PEA MORPHOTYPES

A certain number of pea varieties for grain use have been studied in the Priazov agroclimatic zone of Rostov region. Over five years of research with changing weather conditions, which resulted in significant fluctuations in average varietal yields, there were revealed differences between the studied varieties. The calculation of ecological plasticity parameters was made by the method of S.P. Martynov. The pea varieties with high and low environmental plasticity (Hi>3.5 and Hi<-3.5) have been identified. It is shown that the Kadet, Alyans, Faraon, Stabil, Temp, Ataman, Fokor and Spartak demonstrated high yield levels. The low productivity, in the conditions of Priazovye, was observed in the Gubernator and Nemchinovsky-100 varieties. A very close correlation between the Hi value and the yields: r=0.99 (R≤0.01) has been revealed. As result of comparison of pea varieties of different morphotypes by ecological plasticity it was found that the leafy varieties have advantage over the bearded ones, the varieties with falling out seeds over the non-falling out ones. It is pointed out that there is the need to combine the high levels of productivity, ecological plasticity and adaptability in the newly selected pea varieties.

Текст научной работы на тему «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

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.