CC BY
13
ОЦЕНКА АДАПТИВНОГО ПОТЕНЦИАЛА СОРТОВ И ПЕРСПЕКТИВНЫХ ЛИНИЙ ДОННИКА БЕЛОГО ОДНОЛЕТНЕГО В УСЛОВИЯХ САМАРСКОГО
ЗАВОЛЖЬЯ
А.В. Казарина, канд. с.-х. наук, зав. лабораторией Л.К. Марунова, старший научный сотрудник
Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова - филиал СамНЦ РАН (Россия, г. Кинель)
DO1: 10.24411/2500-1000-2019-11764
Аннотация. Представлены результаты изучения четырех сортов и девяти перспективных линий донника белого однолетнего. Исследования выполнены в 2016-2019 гг. в Поволжском НИИСС. Изучаемые сорта и перспективные линии донника различались по показателям пластичности и стабильности урожайности зеленой массы. Наибольшей стабильностью в условиях Самарского Заволжья обладают сорта Средневолжский, Ки-нельский, Заволжский и линия Хью 0. Высокую устойчивость к неблагоприятным факторам среды проявили сорта Средневолжский, Кинельский, Заволжский и линии Хью 0, Хью 40 и Инд 1. Максимальное соотношение между генотипом и факторами среды отмечено у сорта Заволжский и линий Д-142 (34,94), Кин 1 (34,05) и Хью 1 (33,90). Все изученные сорта и линии обладают высокой селекционной ценностью и могут использоваться в качестве исходного материала для создания новых сортов донника белого однолетнего для условий лесостепи Самарского Заволжья.
Ключевые слова: донник белый, сорта, урожайность, адаптивность, экологическая пластичность.
Донник белый однолетний (Melilotus albus Medik) является одним из ценных кормовых, медоносных и фитомелиора-тивных растительных объектов. Он характеризуется высокой экологической пластичностью, устойчивостью к стрессовым факторам среды, способностью экономно и эффективно использовать агроклиматические ресурсы. На практике доказана перспективность его использования на сено, сенаж, зеленый корм, в качестве пастбищного растения [1, 2]. Установлено, что зеленая масса донника однолетнего по питательности равноценна люцерне, клеверу, эспарцету. В 1 кг ее содержится 0,18-0,24 корм.ед. (в люцерне - 0,14, клевере - 0,16). На 1 корм.ед. приходится до 190 г переваримого протеина. По содержанию протеина (до 20% в фазу цветения) однолетний донник в 2,5-3 раза превосходит кукурузу. Кроме того, зеленая масса его богата кальцием, фосфором, каротином и витаминами. Она отлично поедается скотом в засилосованном виде. В 100 кг донникового
силоса содержится 21 корм. ед., 2,8 кг переваримого протеина, 6 г каротина [3, 4].
В лесостепи Самарского Заволжья периодически повторяющиеся засухи в летний период являются объективным фактором, оказывающим большое влияние на стабильность производства кормов. При этом устойчивость полевого кормопроизводства определяется правильным подбором засухоустойчивых культур и сортов, способных формировать при любых погодных условиях высокую и стабильную урожайность [5].
Актуальной задачей селекции донника белого однолетнего на современном этапе является создание новых, высокотехнологичных сортов, наиболее полно реализующих почвенно-климатический потенциал региона и обладающих пластичностью и устойчивостью к стрессовым факторам среды.
Цель исследований - изучение и оценка параметров адаптивности сортов и перспективных линий донника белого однолетнего селекции Поволжского НИИСС.
Материалы и методы исследований.
Объектами исследований служили сорта донника белого однолетнего Кинельский, Поволжский, Средневолжский, Заволжский включенные в Государственный реестр селекционных достижений РФ и 9 перспективных линий, созданных в Поволжском НИИСС в последние годы. За стандарт принят сорт Средневолжский.
Изучение проводилось на полях селекционно-семеноводческого севооборота лаборатории Интродукции, селекции кормовых и масличных культур в 2016-2019 гг. Повторность четырехкратная, площадь делянок - 25 м2
Биометрическому анализу подвергали результаты оценок урожайности сортов. Стандартные отклонения вычисляли общепринятыми методами. Индексы условий среды рассчитывались по уравнениям Эберхарта и Рассела [6]. Стрессоустойчи-вость и генетическую гибкость вычисляли по уравнению Россили и Хемблина [7]. Гомеостатичность (Нот) определяли по методу Хангильдина [8].
Отличительной особенностью погодных условий в период вегетации в 2016 году был повышенный температурный режим. Количество осадков в мае и июле приближалось к средним многолетним, в июне и августе выпадение осадков было значительно ниже среднемноголетней нормы, величина гидротермического коэффициента (ГТК) составила 0,21 и 0,04 соответственно.
В 2017 году погодные условия начала вегетации (май-июнь) совпали с обильными осадками и низкой среднесуточной температурой воздуха, что способствовало получению довольно высокого урожая зеленой массы донника белого однолетнего (ГТК - 1,93 и 2,67 соответственно). В июле - августе осадки и температура воздуха были близки к среднемноголетним показателям. Вегетационный период 2018 года характеризовался дефицитом осадков в первой половине вегетации гидротермический коэффициент мая и июня составил 0,39 и 0,34 соответственно. В июле месяце выпало 72,7 мм осадков, что на 25,7 мм больше среднемноголетних значений, на фоне повышенных среднесуточных темпе-
ратур. Такие условия позволили сортам и линиям донника сформировать достаточно высокий урожай надземной биомассы.
Вегетационный период 2019 года значительно отличался от среднемноголетних значений, особенно по условиям увлажнения. Первые две декады мая по влагообес-печенности были близки к норме, среднесуточная температура превышала средне-многолетние значения на 2,4°С. Такие погодные условия способствовали получению дружных всходов донника белого однолетнего. Июнь-июль характеризовались острым дефицитом осадков, гидротермический коэффициент составил 0,12 и 0,43 соответственно. Данные погодные условия отрицательно сказались на кормовой продуктивности донника. Среднесуточные температуры в августе были на 1,0°С ниже среднемноголетних, осадков выпало на 7,9% мм меньше, ГТК составил 0,71.
Результаты исследований и их обсуждение. Расчет индекса среды (1]) позволяет дифференцировать годы исследований на благоприятные и неблагоприятные для роста и развития донника белого однолетнего. Лучшие условия для роста и развития складывались в годы с положительным значением индекса среды (+5,17 в 2017 и +2,5 в 2018 г.), худшие - с отрицательным (2016 г. 1]= - 2,62, 2019 г. 1]= -5,64).
Изучаемые сорта и перспективные линии за все годы исследований достоверно превышали стандарт Средневолжский, за исключением сорта Кинельский, урожайность которого находилась в пределах стандарта.
Результаты дисперсионного анализа подтвердили достоверное влияние условий среды и взаимодействия «генотип - среда» на урожайность изучаемых сортов. Расчет доли вклада факторов в общем фенотипи-ческом варьировании урожайности показал, что ведущим является фактор «год», величина которого составила 63,20%. Вклад генотипа в проявление значения признака составил 16,46%, взаимодействие данных факторов внесло вклад в общую изменчивость урожайности зеленой массы - 19,95%. Что говорит о достаточно высо-
кои экологическом надежности изучаемых генотипов.
На рисунке 1 отражены отклонения урожаИности сортов и перспективных линий донника белого однолетнего от средней за годы изучения, что характеризует их стабильность. Установлено, что у большинства анализируемых сортов в кон-
трастные годы величина отклонений от средней урожайности была не высокой, что говорит о стабильности сортообразцов в почвенно-климатических условиях лесостепи Среднего Поволжья. Низкие колебания этого показателя отмечены у сортов Средневолжский, Кинельский, Заволжский и линии Хью 0.
Рисунок. Стабильность урожайности зеленой массы сортов и перспективных линий донника белого однолетнего, 2016-2019 гг.
Наибольшим диапазоном отклонений от средней урожайности характеризовались линии Хью 1 и Кин 1, что говорит о высокой реакции этих образцов на изменения условий выращивания. У остальных сортов показатели стабильности были средними и изменялись в пределах -4,91 -+5,51 т/га.
Сорта и перспективные линии донника белого однолетнего селекции Поволжского НИИСС были проанализированы по основным статистическим параметрам, характеризующим адаптивный потенциал по признаку урожайности.
Степень устойчивости генотипа к стрессовым факторам среды характеризу-
ется разницей между минимальной и максимальной урожайностью. Этот параметр имеет отрицательный знак, чем меньше разрыв между максимальной и минимальной урожайностью, тем выше стрессо-устойчивость сорта и тем шире диапазон его приспособительных возможностей.
В наших опытах наибольшую устойчивость к неблагоприятным факторам среды проявили сорта Средневолжский, Кинель-ский, Заволжский и линии Хью 0, Хью 40 и Инд 1, у которых наблюдалось наименьшее снижение урожайности в контрастных условиях выращивания (табл. 2).
Таблица 2. Оценка сортов и перспективных линий донника белого однолетнего по па-
раметрам адаптивности, 2016-2019 гг.
Сорт Стрессо-устойчивость, xlim — xopt Генетическая гибкость, (Хср1 + х11ш)/2 Коэффициент вариации, V« % Гомеостатичность, Hom Селекционная ценность, 8С
Средневолжский -2,78 23,61 13,1 47,86 23,02
Кинельский -1,01 25,66 8,7 57,56 28,29
Поволжский -13,75 31,85 18,6 12,30 20,23
Заволжский -9,82 34,16 13,3 25,29 24,78
Хью 1 -20,20 33,90 25,6 6,52 18,24
Хью 40 -11,82 31,43 18,5 13,62 22,59
Хью 0 -9,38 33,46 12,3 28,25 24,62
Кин 1 -19,85 34,05 27,4 5,92 17,64
Инд 1 -11,37 31,09 19,7 14,13 21,82
Жел -12,30 31,25 17,8 14,30 20,93
С+1 -12,42 31,41 17,0 14,74 20,85
Д-138 -12,63 33,64 18,1 14,67 22,92
Д-142 -13,39 34,93 17,8 13,91 22,48
Средняя урожайность в контрастных (стрессовых и не стрессовых) условиях характеризует их генетическую гибкость. Высокие значения этого показателя указывают на большую степень соответствия между генотипом сорта и факторами среды. Максимальное соотношение между генотипом и факторами среды отмечено у сорта Заволжский и линий Д-142 (34,94), Кин 1 (34,05) и Хью 1 (33,90).
Важным показателем, характеризующим устойчивость растений к воздействию неблагоприятных факторов среды, является гомеостаз, показывающий способность генотипа сводить к минимуму последствия взаимодействия стрессовых внешних условий.
Критерием гомеостатичности сортов можно считать их способность поддерживать низкую вариабельность признаков продуктивности. Связь гомеостатичности (Ист) c коэффициентом вариации (V) позволяет оценить устойчивость признака в изменяющихся условиях среды.
За период исследования наибольшую стабильность показали сорта Кинельский, Средневолжский, Заволжский и линия Хью 0. Большая вариабельность (V = 25,58%) и низкая гомеостатичность (Нст = 5,92) наблюдалась у линии Кин 1, что говорит о нестабильности и пониженной адаптивности образца в условиях сложившихся в годы испытания.
Селекционная ценность генотипа является комплексным показателем, учитывающим и урожайность и стабильность. Этот показатель позволяет прогнозировать эффективность использования в селекционном процессе конкретных генотипов.
В наших исследованиях все изучаемые сорта и линии обладали высокими показателями селекционной ценности (17,6428,29) и могут быть рекомендованы к практическому применению в селекции донника белого однолетнего.
Заключение. На основе оценки сорто-образцов по урожайности и параметрам адаптивности установлено, что наибольшей стабильностью в условиях Самарского Заволжья обладают сорта Средневолж-ский, Кинельский, Заволжский и линия Хью 0. Высокую устойчивость к неблагоприятным факторам среды проявили сорта Средневолжский, Кинельский, Заволжский и линии Хью 0, Хью 40 и Инд 1. Максимальное соотношение между генотипом и факторами среды отмечено у сорта Заволжский и линий Д-142 (34,94), Кин 1 (34,05) и Хью 1 (33,90). Все изученные сорта и линии обладают высокой селекционной ценностью и могут привлекаться в качестве исходного материала для создания новых сортов донника белого однолетнего для условий лесостепи Среднего Поволжья.
Библиографический список
1. Казарин В.Ф. Совершенствование элементов технологии возделывания донника белого однолетнего в неорошаемых условиях Средневолжского региона / В.Ф. Казарин, А.В. Казарина // Известия СГСХА. - 2014. - №4. - С. 10-15.
2. Казарин В.Ф. Приемы повышения продуктивности донника белого однолетнего в Средневолжском регионе / В.Ф. Казарин, А.В. Казарина // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - 2015. - №3 (54). - С. 156-161.
3. Казарин В.Ф. Факторы повышающие засухоустойчивость агроценозов донника белого однолетнего в условиях Среднего Поволжья / В.Ф. Казарин, Л.К. Марунова, А.В. Казарина // Сб. Всероссийской науч.-практ. конф. «Научное обеспечение селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур в Поволжском регионе». - Самара: ООО «Книга», 2013. - С. 88-95.
4. Демарчук Г.А. Донник как сидеральная культура в кормовых севооборотах лесостепной зоны Сибири // Кормопроизводство. - 2005. - №8. - С. 19-22.
5. Казарин В.Ф. Урожайность и параметры адаптивности донника белого однолетнего (Melilotus albus Medik) в условиях лесостепи Среднего Поволжья / В.Ф. Казарин, А.В. Казарина, Л.К. Марунова // Известия Самарского научного центра РАН. - 2018. -№ 2 (4). - С. 712-716.
6. Eberhart S.A., Russel W.A. Stability parameters for comparing varieties // Crop Sci. -1966. - V. 6. №1. - P. 36-40.
7. Rossielle A.A., Hamblin J. Theoretical aspects of selection for yield in stress and non-stress environments // Crop Sci. - 1981. - 21. №6. - P. 943-946.
8. Хангильдин В.В., Бирюков С.В. Проблема гомеостаза в генетико-селекционных исследованиях // Генетико-цитологические аспекты в селекции с.-х. растений. - 1984. - №1. - С. 67-76.
ASSESSMENT OF THE ADAPTIVE POTENTIAL OF VARIETIES AND PERSPECTIVE LINES OF THE DONNIK WHITE ONE YEAR UNDER THE CONDITIONS OF THE SAMARA VOLGA REGION
A.V. Kazarina, Candidate of Agricultural Sciences, Head Laboratory L.K. Marunova, Senior Researcher
Volga region scientific and research institute of selection and seed-growing named after P.N. Konstantinov - branch of SamNC RAN (Russia, Kinel)
Abstract. The results of a study of four varieties and nine promising lines of annual white melilot are presented. The studies were performed in 2016-2019. in the Volga NIISS. The studied varieties and promising clover lines differed in terms of plasticity and yield stability of green mass. The Srednevolzhsky, Kinelsky, Zavolzhsky and Hugh line varieties have the greatest stability in the conditions of the Samara Trans-Volga region. The Srednevolzhsky, Kinelsky, Zavolzhsky varieties and the Hugh 0, Hugh 40, and Indus lines showed the highest resistance to adverse environmental factors. The maximum ratio between the genotype and environmental factors was noted Zavolzhsky variety and lines D-142 (34.94), Kinl (34.05) and Hugh 1 (33.90). All studied varieties and lines have high breeding value and can be used as starting material for the creation of new varieties of white melilot annually for the conditions of the forest-steppe of the Middle Volga.
Keywords: annual white clover, varieties, productivity, adaptability, ecological plasticity.
