Экологическая стабильность и пластичность сортов горчицы сарептской яровой селекции ВНИИМК

Введение. Потребность населения в растительных маслах ежегодно возрастает. Использование в питании горчичного масла расширяет линейку имеющихся на рынке растительных масел, поскольку оно становится отличным дополнением к традиционным маслам: подсолнечному, кукурузному, оливковому и т. д.

Посевные площади горчицы в Российской Федерации в 2023 г. в сравнении с предыдущим годом возросли в 1,7 раза и составили 431,4 тыс. га. Эта положительная тенденция позволяет надеяться на дальнейшее увеличение производства горчицы в нашей стране, что обеспечит продовольственную безопасность и повысит экспортный потенциал страны.

Возделываемые сорта горчицы, имея высокий ресурс урожайности, реализуют его всего лишь на 30–35 %. Для успешной селекции и внедрения сортов этой культуры в производство нашей страны и ближнего зарубежья необходимы сорта с высоким уровнем качественных и количественных характеристик урожая семян независимо от зоны возделывания. Одно из важнейших требований при создании новых генотипов горчицы сарептской – это оценка параметров экологической пластичности, стабильности и адаптивности. Пластичность – это степень отзывчивости сорта на улучшение условий выращивания. Стабильность сорта является показателем устойчивости в реализации селекционно-генетических свойств генотипа [1]. Параметры пластичности и стабильности определяют уровень адаптации изучаемого материала к происходящим климатическим изменениям, а также показывают преимущества и недостатки сорта, его поведение в различных условиях выращивания [2]. Основным показателем, позволяющим судить об отзывчивости сорта на изменение условий выращивания и учитывающимся при оценке параметров экологической пластичности и стабильности, является урожайность.

Цель исследования – оценка сортов и перспективного селекционного материала горчицы сарептской яровой селекции ВНИИМК на экологическую пластичность, стабильность, стрессоустойчи-вость, генетическую гибкость и адаптивность в условиях центральной зоны Краснодарского края.

Материалы и методы. Исследования были проведены в 2018–2022 гг. на центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ВНИИМК, расположенной в центральной зоне Краснодарского края, в конкурсном сортоиспытании горчицы сарептской яровой. Изучали коммерческие (Ника, Юнона, Горлинка, Галатея) и перспективные сорта (ВН-11/18, ВН-27/18, ВН-9/18 и ВН-25/18). Закладку опытов, учет и анализ научных данных проводили по принятой во ВНИИМК методике [3].

Расчет параметров индекса условий среды, экологической пластичности ( b i ) и стабильности реакции сорта ( Si² ) рассчитывали по методике S.A. Eberhart, W.A. Rassell в изложении В.А. Зыкина [4]. Стрессоустойчивость (Y min – Y max ) и генетическую гибкость (Y max + Y min )/2) сортов рассчитывали по уравнению A.A. Rossielle, J. Hamblin в изложении А.А. Гончаренко, где Y – показатель урожайности [5; 6]. Расчет коэффициента адаптивности (Y ij *100/∑Y j ) проводили по методу Л.А. Животкова [7] посредством деления показателя общей видовой реакции отдельных образцов на их количество.

Погодные условия 2018–2022 гг. во время вегетационного периода культуры были не одинаковы (табл. 1).

Таблица 1

Погодные условия в период вегетации сортов горчицы сарептской яровой селекции ВНИИМК

Данные метеостанции х. Октябрьский,

ЦЭБ ВНИИМК, 2018–2022 гг.

Год	Среднесуточная температура воздуха по месяцам, С°				Количество осадков по месяцам, мм
	апрель	май	июнь	июль	апрель	май	июнь	июль
2018	13,8	19,4	23,5	26,2	26,3	23,9	10,6	117,3
2019	11,9	19,0	25,3	23,0	44,0	53,0	35,0	132,0
2020	10,4	16,4	22,9	25,4	4,2	89,0	37,0	105,0
2021	11,1	18,0	21,7	26,2	86,5	64,2	108	27,1
2022	14,4	15,3	22,3	23,0	39,4	71,0	131,0	87,0
Среднемноголетний показатель	10,9	16,5	20,4	23,2	48,0	57,0	67,0	60,0

Результаты исследования. Различающиеся погодные условия в годы проведения исследований позволили объективно оценить коммерческие и перспективные сорта горчицы сарептской. Результаты испытаний показали, что в зависимости от года индекс условий среды менялся от 1,82 до -2,00. Наилучшим образом сложились погодные условия в

2020 и 2021 гг., когда индекс условий среды имел наибольшее положительное значение – 1,74 и 1,82, при самой высокой средней урожайности образцов горчицы сарептской, которая составляла 19,2 и 19,3 ц/га соответственно. 2018 и 2022 гг. были наименее благоприятны для горчицы сарептской ( I j = -1,71 и -2,00). В 2019 г. индекс среды был положительным, но с низким значением – I j = 0,14, что говорит о неблагоприятных условиях, сложившихся в период вегетации культуры (табл. 2).

Таблица 2

Урожайность, параметры пластичности и стабильности сортов горчицы сарепт-ской яровой селекции ВНИИМК

ЦЭБ ВНИИМК, 2018–2022 гг.

Сорт	Урожайность, т/га, по годам					Параметры адаптивности
	2018	2019	2020	2021	2022	Y i	b i	S2
ВН-11/18	1,61	1,72	2,03	1,88	1,40	1,73	1,25	0,96
ВН-27/18	1,56	1,84	1,92	1,99	1,38	1,74	1,36	0,68
ВН-9/18	1,66	1,83	1,97	1,72	1,65	1,77	0,52	1,21
ВН-25/18	1,60	1,61	1,88	1,89	1,65	1,73	0,69	0,74
Галатея	1,65	1,84	2,06	1,97	1,73	1,85	0,88	0,36
Горлинка	1,53	1,80	1,78	1,96	1,54	1,72	0,93	0,69
Юнона	1,60	1,92	2,03	2,13	1,55	1,85	1,40	0,26
Ника	1,38	1,51	1,68	1,87	1,46	1,58	0,96	1,04
Yj	1,57	1,76	1,92	1,93	1,55	1,74	-	-
Ij	-1,71	0,14	1,74	1,82	-2,00	-	-	-

Расчет коэффициента линейной регрессии показал, что наибольшей пластичностью обладают Юнона, ВН-27/18 и ВН-11/18 (bi выше единицы: 1,40, 1,36 и 1,25 соответственно). Эти сорта предпочтительнее использовать для интенсивной технологии возделывания. Наименьший показатель линейной регрессии отмечен у ВН-9/18 (bi = 0,52) и ВН-25/18 (bi = 0,69), что может свидетельствовать о слабой реакции на изменение условий независимо от того, улучшаются они или ухудшаются. Сорта Ника, Горлинка и Галатея продемонстрировали положительную зависимость урожайности от метеорологических факторов, поскольку показатель нормы реакции у них был близок к еди- нице и составлял 0,96, 0,93 и 0,88 соответственно.

Отклонение фактических урожаев от теоретических, рассчитанных на основе средней урожайности и индекса среды, показывает меру стабильности сорта ( S i² ) . Стабильность сорта тем выше, чем меньше это отклонение. Самый низкий показатель S i² отмечен у сортов Юнона и Галатея – 0,26 и 0,36 соответственно. Полученные данные дают возможность продемонстрировать способность этих сортов приспосабливаться к ухудшению условий в период вегетации.

Наиболее значимыми для аграрного производства являются те сорта, которые показывают высокую урожайность и в тоже время имеют невысокий размах варьирования этого признака, т. е. более стабильны [8]. Такими характеристиками обладает сорт Юнона ( b i = 1,40; S i² = 0,26).

В южных регионах Российской Федерации: Краснодарском и Ставропольском краях, Ростовской области, как правило, в разные периоды роста и развития растений горчицы сарептской наблюдается как дефицит влаги, так и высокая температура воздуха, поэтому растения могут часто испытывать стресс. В связи с этим важно подобрать стрессоустойчивые сорта горчицы сарептской. Этот параметр определяется разностью минимальной и максимальной урожайности сортов и показывает уровень их устойчивости к стрессовым условиям произрастания, имеет отрицательный знак. Стрессо-устойчивость сорта тем выше, чем меньше разрыв между максимальной и минимальной урожайностью.

Установлено, что наиболее стрессоустойчивыми сортами являются ВН-25/18 и ВН-11/18 с показателями -0,29 и -0,32 соответственно (табл. 3).

Таблица 3

Стрессоустойчивость и генетическая гибкость сортов горчицы сарептской яровой селекции ВНИИМК

ЦЭБ, ВНИИМК, 2018–2022 гг.

Сорт	Урожайность, ц/га		Стрессо-устойчивость	Генетическая гибкость	Коэффициент адаптивности, %
	max	min
ВН-11/18	20,3	14,0	-6,3	17,2	99,0
ВН-27/18	19,9	13,8	-6,1	16,9	100,0
ВН-9/18	19,7	16,5	-3,2	18,1	102,0
ВН-25/18	18,9	16,0	-2,9	17,5	99,0
Галатея	20,6	16,5	-4,1	18,6	106,0
Горлинка	19,6	15,3	-4,3	17,5	99,0
Юнона	21,3	15,5	-5,8	18,4	106,0
Ника	18,7	13,8	-4,9	16,3	91,0

Средняя урожайность в контрастных условиях (генетическая гибкость) у изучаемых сортов была самой высокой у Галатеи, Юноны и образца ВН-9/18 с показателями 1,86, 1,84 и 1,81 соответственно.

Показатель коэффициента адаптивности характеризует приспособленность к условиям региона возделывания, или продуктивные возможности, селекционного материала и сортов культур. Если этот показатель превышает 100 %, то сорт является потенциально адаптивным. В условиях Краснодарского края коэффициент адаптивности выше 100 % имели сорта горчицы сарептской Галатея и Юнона (106 %), а также ВН-9/18 (102 %), что говорит о перспективности их возделывания в регионе.

Заключение. Установлено, что Юнона, ВН-27/18 и ВН-11/18 были отзывчивы на улучшение условий произрастания. Сорта Юнона и Галатея показали высокую стабильность и приспособленность к ухудшению условий, складывающихся в период их роста и развития.

Сорта Юнона и Галатея характеризовались очень ценным сочетанием высокой урожайности, пластичности, стабильности, генетической гибкости и адаптивности.

У перспективных сортов горчицы са-рептской ВН-25/18 и ВН-9/18 наблюдалась высокая устойчивость к стрессовым факторам, причём у последнего она проявлялась в совокупности с высокой урожайностью в контрастных по условиям вегетации периодах и высоким коэффициентом адаптивности.