Экологическая адаптивность гороха в агроландшафтах Хакасии

Введение. П.Л Гончаров [1] говорил: «Основу концепции создания адаптивных для Сибири сортов составляет посылка, состоящая в том, что для неблагоприятных по увлажнению территорий сорта должны быть засухоустойчивыми, а для недостаточно теплообеспеченных – холодостойкими и скороспелыми. Использование адаптивных форм, способных реализовать свой генотипический потенциал продуктивности при недостаточных условиях произрастания, будет способствовать получению высоких урожаев». Дальнейшее углубление научного поиска сопряжено с оценкой поиска адаптивных свойств районированных сортов, правильная и разносторонняя оценка которых позволяет максимально эффективно использовать позитивный эффект взаимодействия «генотип – среда» [2, 3].

Продуктивность сорта определяется его урожайностью, получаемой в различных климатических и агротехнических условиях большинства географиче-скихъ пунктов в течение двух и более лет [4, 5].

Цель исследования . Определить параметры адаптивности гороха в агроландшафтах Хакасии.

Задачи исследования : определить вклад факторов изменчивости в формирование продуктивности гороха; рассчитать параметры адаптивности гороха.

Объекты и методы исследования . Экологическое сортоиспытание 17 сортов гороха проведено в трёх пунктах: Шира – настоящая степь, Зеленое – сухая степь и Таштып – лесостепь. В пункте Зелёное опыты размещались на опытном поле кафедры агрономии сельскохозяйственного института ФГБОУ ВО «ХГУ им. Н.Ф. Катанова» , в пункте Таштып - на землях хозяйства ООО «Нива», пункте Шира – на Ширинском государственном сортоиспытательном участке. Площадь учётной делянки – 3 м ².

Повторность – четырехкратная. Конкурсное и экологическое сортоиспытание проведено по предшественнику пшеница .

Статистическая обработка результатов исследования проводилась методом трёхфакторного дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова [6], с помощью компьютерной программы FieldExpert1.3 pro (свидетельство о государственной регистрации № 9455) согласно методическим рекомендациям О.И. Акимовой [7]. Параметры экологической пластичности и стабильности рассчитаны -по методике Эберхарта и Расселла (Eberhart S.A., Russell W.A.) [8]; показатель гомеостатичности – по В.В. Хангильдину [9].

Результаты исследования . Результаты экологического сортоиспытания представлены таблице 1.

Урожайность гороха в агроландшафтах Хакасии, т/га

Таблица 1

Сорт	2016 г.			2017 г.			Среднее
	Пункты
	Шира	Зелёное	Таштып	Шира	Зелёное	Таштып
Кемчуг	1,8	2,2	2,0	2,4	2,2	3,7	2,4
Радомир	1,0	1,9	2,6	1,8	1,8	3,1	2,0
Аннушка	1,6	2,0	1,2	2,2	2,4	1,6	1,8
Яхонт	2,1	2,0	3,2	2,1	2,0	3,5	2,5
Ямальский	1,8	1,8	2,3	1,6	1,8	3,1	2,1
Руслан	2,1	2,0	2,2	1,9	2,0	3,3	2,3
Алтайский универсальный	1,8	2,0	2,8	2,7	2,1	3,5	2,5
Оптимус	1,3	1,8	1,4	1,2	2,2	1,7	1,6
Спартак	1,1	2,3	2,0	1,5	2,0	2,7	1,9
Омский 18	1,2	2,2	2,4	1,8	2,2	3,3	2,2
Агроинтел 2	1,5	1,0	3,2	2,2	1,9	3,7	2,3
Сарыал	1,9	1,8	2,2	1,1	2,0	3,3	2,1
Шрек	2,2	1,9	2,3	2,2	2,1	3,3	2,3
Ямал 2	1,3	1,8	3,1	1,9	1,8	2,2	2,0
Томас	2,0	2,1	2,9	1,5	2,1	3,3	2,3
Буслай	1,8	2,0	2,2	1,7	2,0	2,6	2,1
Крепыш	2,2	1,8	2,5	1,1	1,7	3,6	2,2
Среднее	1,7	1,9	2,4	1,8	2,0	3,0

Примечание. НСР 05 «главных эффектов» – 0,06 т/га; «парных взаимодействий» – 0,11 т/га.

Для расчёта влияния основных факторов изменчивости урожайности был проведён трёхфакторный дисперсионный анализ и определено их влияние на формирование признака (рис.). Вклад фактора «год» можно рассматривать, как влияние метеорологических условий на урожайность культуры. Опытные поля имели относительно небольшие размеры, пестрота почвенного плодородия, соответственно, была значительной. Фактор «год» на 17 % определял формирование признака. В целом по опыту в 2016 году средняя урожайность 17 сортов гороха по трём пунктам составила 2,0 т/га и в 2017 году – 2,3 т/га (см. табл. 1).

Климатический фактор, который представлен на рисунке как фактор «пункт» (соответственно, предсказуемый), определял формирование урожайности на 70 %. За два года экологического испытания средняя урожайность 17 сортов составила в пункте Шира 1,8 т/га, в пункте Зелёное – 2,0 т/га и пункте Таштып – 2,7 т/га (см. табл. 1). Генотипические различия сортов только на 2 % определяли проявление признака. Это позволяет сделать заключение, что в выборке 17 сортов потенциал по признаку «урожайность» достаточно высок, так как экологическое сортоиспытание формировалось из генотипов, прошедших жесткий селекционный отбор.

Вклад факторов в изменчивость урожайности гороха, %: 1 – год; 2 – пункт; 3 – сорт; 4 – год х пункт; 5 – другие взаимодействия

Однако по результатам средней урожайности (два года и три пункта) следует выделить группу сортов с наибольшим проявлением признака. К ним следует отнести Алтайский универсальный и Яхонт (2,5 т/га), Кемчуг (2,4 т/га), Шрек и Томас (2,3 т/га), Агроинтел 2 и Руслан (2,2 т/га). Данные сорта можно рассматривать как источники по признаку «урожайность».

• В. В. Хангильдин [9] предложил проводить расчёт гомеостатичности (Hom) сортов. Данный показатель

  Вестник КрасГАУ. 2018. № 4 учитывает величину обобщенной средней урожайности сорта по годам и пунктам испытания, а также её изменчивость, выраженную через среднее квадратическое отклонение (σ² d ).

Анализ гомеостатичности сортов гороха позволил установить, что высоким показателем этого параметра выделились сорта Буслай (Hom = 32,3), Шрек (Hom = 27,1), Руслан (Hom = 24,1) и Алтайский универсальный (Hom = 23,6) (табл. 2).

Таблица 2

Сорт	Обобщенная средняя	Hom	bi	σ2 d
Кемчуг	2,38	20,2	1,14	0,17
Радомир	2,03	13,7	1,38	0,08
Аннушка	1,83	18,6	0,39	0,20
Яхонт	2,48	22,0	1,26	0,09
Ямальский	2,07	18,6	1,09	0,02
Руслан	2,25	24,1	0,97	0,06
Алтайский универсальный	2,48	23,6	1,12	0,12
Оптимус	1,60	17,1	0,15	0,17
Спартак	1,93	16,2	0,92	0,14
Омский 18	2,18	17,0	1,31	0,07
Агроинтел 2	2,25	12,0	1,79	0,33
Сарыал	2,05	14,5	1,29	0,13
Шрек	2,33	27,1	0,88	0,07
Ямал 2	2,00	15,4	0,74	0,33
Томас	2,32	19,9	1,22	0,08
Буслай	2,05	32,3	0,63	0,01
Крепыш	2,15	13,2	1,49	0,24

Параметры адаптивности гороха

• S. A. Eberhart, W.A. Russell (1964) предложили метод расчёта адаптивности с использованием двух параметров: коэффициента линейной регрессии (bi) и дисперсии (σ² d ). Первый показывает отклик генотипа на улучшение условий выращивания, а второй характеризует стабильность сорта в различных условиях среды [8].

Алгоритм изложения материалов проведен в последовательности, предложенной В.А. Зыкиным с соавторами [5].

Методика S.A. Eberhart et W.A. Russell (1966) применима только тогда, когда установлен факт наличия взаимодействия «генотип х среда». Вклад взаимодействия «генотип × среда» в общую изменчивость урожайности гороха был существенным на 5%-м уровне значимости и составил 7 % (см. рис.), что позволяет провести расчёт коэффициента линейной регрессии (bi) и дисперсии (d2).

Методика S.A. Eberhart et W.A. Russell [8] позволяет дать характеристику условиям выращивания на основе индексов условий среды (Ij) (табл. 2). Так, наиболее благоприятные условия для формирования урожая сложились в 2016 и 2017 гг. в пункте Таштып, менее благоприятные – в пункте Шира.

На основании расчётов коэффициентов пластичности выборка сортов распределена на три группы; bi больше и меньше 1 или равно 1 (см. табл. 2).

В первую группу (bi > 1) вошли сорта Кемчуг (bi = 1,14), Радомир (bi = 1,38), Яхонт (bi = 1,26), Алтайский универсальный (bi = 1,12), Омский 18 (bi = 1,31), Агроинтел 2 (bi = 1,79), Сарыал (bi = 1,29), Томас (bi = 1,22) и Крепыш (bi = 1,49) (см. табл. 2). Такие сорта требовательны к высоким условиям выращивания. Так, например, сорт Крепыш при повышении уровня урожайности в целом по опыту на 1 т/га увеличивал свою урожайность сорта на 1,49 т/га.

В группу, где bi находится в пределах 1, вошли сорта Ямальский (bi = 1,09), Руслан (bi = 0,97) и Спартак (bi = 0,92). Согласно методике S.A. Eberhart et W.A. Russell (1966), у данных сортов отмечается соответствие изменения урожайности изменению условий выращивания.

В группу, где bi < 1, вошли сорта Оптимус (bi = 0,15), Аннушка (bi = 0,39), Буслай (bi = 0,63), Ямал 2 (bi = 0,74) и Шрек (bi = 0,88). Данные сорта рекомендуется использовать на экстенсивном фоне, где они дадут максимум отдачи при минимуме затрат.

Проверка достоверности различий между bi проведена через сопоставление отношения среднего квадрата взаимодействия «сорт х условия» к среднему квадрату обобщенных отклонений и F 05 . Отмечено наличие существенных различий между коэффициентами пластичности в данном наборе сортов (F ф > F 05 ), что говорит о корректно проведенных расчётах.

По стабильности урожайности (σ² d ) выделяются сорта Буслай (σ² d = 0,01), Ямальский (σ² d = 0,02), Руслан (σ² d = 0,06), Омский 18 (σ² d = 0,07), Шрек (σ² d = 0,07), Радомир (σ² d = 0,08), Томас (σ² d = 0,08) и Яхонт (σ² d = 0,09) (табл. 2).

Сопоставление сортов по стабильности урожайности σ² d рекомендуют проводить с помощью F-критерия. Так, например, для сортов Fф = σ² d (Ямал 2) σ² d (Буслай) = 33. В нашем примере F 05 = 5,8. Из чего следует, что стабильность урожайности сорта Буслай по отношению к сорту Ямал 2 вызвана не только влиянием условий выращивания, но их генетическими особенностями.

Достоверные различия по стабильности отмечены между сортом Буслай и сортами Кемчуг, Аннушка, Алтайский универсальный, Оптимус, Спартак, Агроинтел 2, Сарыал, Ямал 2 и Крепыш. Также достоверные различия были по стабильности у данных сортов и с сортом Ямальский (σ² d = 0,02). Согласно результатам сравнения по F-критерию, различия по величине показателя стабильности σ² d между сортами Радомир, Яхонт, Ямальский, Руслан, Омский 18, Шрек и Томас незначительны (Fф < F 05 ).

Выводы

• 1.    Наиболее благоприятные условия для урожайности гороха складываются в лесостепной зоне Республики Хакасия.

• 2.    По результатам экологического сортоиспытания (два года и три пункта) выделились сорта Алтайский универсальный и Яхонт (2,5 т/га), Кемчуг (2,4 т/га), Шрек и Томас (2,3 т/га), Агроинтел 2 и Руслан (2,2 т/га). Потенциал этих сортов по признаку «урожайность» достаточно высок.

• 3.    По параметру гомеостатичности выделились сорта Буслай, Шрек, Руслан и Алтайский универсальный.

• 4.    Высокая экологическая пластичность отмечена у сортов Кемчуг, Радомир, Яхонт, Алтайский универсальный, Омский 18, Агроинтел 2, Сарыал, Томас и Крепыш.

• 5.    По стабильности урожайности выделены сорта Буслай, Ямальский, Руслан, Омский 18, Шрек, Радомир, Томас и Яхонт.