Корреляционная зависимость между продуктивностью и основными ее элементами у сортов зернового гороха

Производство зерновых бобовых культур - важная составная часть зернового комплекса Российской Федерации. Одной из самых ценных и востребованных культур этой группы является горох, возделываемый во всех 12 регионах России и занимающий до 85% посевных площадей из всех зернобобовых - 1328 тыс. га [1, 2].

Сложная экономическая ситуация в сельском хозяйстве России диктует необходимость создания и внедрения в производство новых, высокопродуктивных сортов гороха с повышенной технологичностью и хорошим качеством зерна. Главным и незаменимым резервом для достижения этих целей была и остается селекция. В современных условиях, на фоне повышенных требований к качеству исходного продукта, перед этой наукой ставятся непростые задачи.

Отбор готовых форм из естественного разнообразия для скрещиваний в настоящее время весьма ограничен, поэтому селекционная работа должна быть направлена на совмещение в новом растении ценных признаков и свойств от разных образцов [3]. Большая роль при этом отводится наличию генетически разнокачественного исходного материала, обладающего важ- нейшими хозяйственно–ценными признаками, способствующими повышению семенной продуктивности.

В то же время важно принимать во внимание взаимное влияние признаков, выявить которое помогают статистические методы, и в частности, метод корреляционного анализа. Знание характера взаимосвязей между отдельными элементами помогает селекционеру выделить ценный исходный материал, когда прямая оценка генотипов по селектируемому качеству затруднена или же в работе присутствуют расщепляющиеся гибридные популяции [4]. Возможность оценить признаки более точно и дифференцированно, а также определить уровень их информативности при селекционном отборе, позволяет усилить влияние положительных и устранить действие отрицательных свойств на последующие поколения растений [5].

Изучение связи продуктивности с ее основными составляющими элементами имеет большое значение в работе по выведению новых сортов зернового гороха. Наличие зависимостей определенного характера уточняет значимость каждого признака и эффективность его использования для достижения конечных результатов в виде новых высокопродуктивных генотипов.

Цель наших исследований – изучить и проанализировать корреляционную связь между продуктивностью и ее основными элементами у коллекционных образцов зернового гороха.

Материалы и методы исследования. Опыты проводили в 2014 – 2016 годах в селекционном севообороте ФГБНУ ФРАНЦ, находящемся в Приазовской агроклиматической зоне Ростовской области. Почва опытного участка представлена черноземом обыкновенным карбонатным среднемощным тяжелосуглинистым на лессовидном суглинке. Коллекционные образцы гороха высевали ручным способом, широкорядно, с площадью питания растений 10х30 см по предшественнику озимая пшеница. Полевые опыты закладывали в соответствии с Методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [6].

Объектом для изучения служила рабочая коллекция гороха, состоящая из 137 сортообразцов различного эколого– географического происхождения, различающихся также по морфологическим, биологическим и хозяйственно–ценным признакам. Большую часть генотипов составляли образцы из мировой коллекции Федерального исследовательского центра «Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова», представленные в основном образцами европейской группы из России, Франции, Болгарии, Дании, Югославии, Швейцарии,

Латвии, Чехословакии, Польши, Великобритании, Украины, Беларуси, Молдавии и других стран. Небольшую часть представляли образцы азиатской и среднеазиатской групп из Непала, Сирии, Китая, Эфиопии, а также генотипы из Австралии и Канады. Помимо образцов ВИР в ассортименте коллекционного питомника изучались сортообразцы из различных селекционных учреждений России, а также собственные сорта и линии, обладающие отдельными ценными признаками, выделенными в процессе селекционной работы.

Математическую обработку данных проводили с помощью пакета программ прикладной статистики «BIOGEN». Графическое изображение выполнено в программе Excel.

Результаты исследования. Продуктивность, или масса семян с одного растения – это сложный признак, обусловленный взаимодействием генотипа с различными почвенно–климатическими и агротехническими условиями [3]. Из–за мно-гокомпонентности ее структуры и подверженности влиянию самых разных внешних факторов, провести отбор по конечным показателям продуктивности крайне затруднительно.

В своих исследованиях в течение трех лет мы изучали характер корреляционной связи между продуктивностью и основными составляющими ее элементами: числом бобов на растении, числом семян в бобе, числом семян с растения и массой 1000 семян (таблица).

Таблица 1. Значение коэффициентов корреляции между продуктивностью и основными ее элементами у сортов зернового гороха, 2014–2016 гг.

Наименование элемента продуктивности	Коэффициенты корреляции между продуктивностью и ее элементами, r
	2014 г.	2015 г.	2016 г.
Число бобов на растении, шт.	0,58*	0,63*	0,67*
Число семян в бобе, шт.	-0,06	0,16	-0,06
Число семян с растения, шт.	0,66*	0,76*	0,74*
Масса 1000 семян, г	0,43*	0,39*	0,41*

Примечание: * связь достоверная на 5% уровне значимости

Было установлено, что уровень продуктивности более всего зависел от числа семян с растения. Коэффициент корреляции для этого признака находился в пределах от r = 0,66 (положительная связь средней силы) до r = 0,76 (сильная положительная связь). Такие показатели как число бобов на растении (r = 0,58 – 0,67) и масса 1000

семян (r = 0,39 - 0,43) по отношению к продуктивности проявили стабильную положительную связь средней силы. Незначительное изменение величин коэффициентов корреляции по каждому показателю за все годы испытаний говорит о стабильной генетической связи разного уровня между продуктивностью и ее элементами, не зависящей от меняющихся метеорологических условий.

Между продуктивностью и числом бобов на растении во все годы наблюдений отмечалась положительная достоверная корреляционная связь средней силы: r = 0,58 в 2014 году, r = 0,63 в 2015 и r = 0,67 в 2016 году (рисунок). Необходимо отметить, что данный признак в свою очередь складывается из числа продуктивных узлов на растении и бобов на продуктивном узле. Однако, большое количество продуктивных узлов, как правило, приводит к удлиннению вегетационного периода, увеличению длины растения и, соответственно, усилению полегания стебля [7], а неравномерное созревание семян нижнего и верхнего ярусов может растянуть фазу созревания на 10-15 дней [8].

Увеличение числа бобов на продуктивном узле имеет большое значение для повышения семенной продуктивности. Этот признак более стабилен, чем общее число бобов на растении. По данным Н.М. Вербицкого, оптимальное число бобов на продуктивном узле у зерновых сортов гороха в зоне Северного Кавказа должно составлять 1,6 шт. [9]. На основании этой модели сорта долгое время велась успешная селекционная работа. Но в настоящее время большой интерес для селекции представляют формы, у которых увеличение числа бобов на продуктивном узле происходит благодаря наличию спаренных бобов и многоплодности [7, 8].

Зависимость между продуктивностью и числом семян в бобе была наименее существенной. В 2015 году она характеризовалась как слабая положительная связь (r = 0,16), а в остальные два года исследований практически отсутствовала (r = -0,06). Тем не менее, озерненность боба имеет большое практическое значение для селекции, так как от нее в конечном итоге зависит общее количество семян с растения.

В наших исследованиях между продуктивностью и числом семян с растения отмечались достоверные положительные корреляционные связи: средней силы в 2014 году (r = 0,66) и сильные в 2015 и в 2016 годах (r = 0,76 и r = 0,74 соответственно).

Этот признак (семенная продуктивность) является чрезвычайно важным оценочным показателем, положительно коррелирующим с коэффициентом размножения, что очень важно при создании и внедрении новых сортов [9].

Учитывая зависимость между продуктивностью и тремя вышеописанными элементами (числом бобов и семян с растения, числом семян в бобе), а также связь этих показателей между собой, можно успешно вести селекционную работу по созданию высокопродуктивных генотипов.

Масса 1000 семян также имеет большое хозяйственное значение. В продовольственных целях более востребованы крупно-семянные сорта. В то же время использование при посеве семян малой массы снижает их расход, что позволяет экономить семенной материал [7]. Селекционная работа, направленная на получение генотипов, обладающих слишком крупными семенами, может повлечь за собой негативные изменения морфологических и продуктивных параметров и привести к дисбалансу элементов продуктивности. Так, по данным Н.М. Вербицкого, у крупносе-мянных коллекционных образцов число продуктивных узлов уменьшалось на 24,1%, а число семян в бобе - на 14,2% относительно сортов со средней величиной семян [9].

Данный элемент продуктивности представляет собой достаточно изменчивый признак, зависящий как от внешних факторов, так и от сортовых особенностей и является одной из характеристик, определяющих качество и количество урожая.

Оптимальная крупность семян для зерновых сортов гороха находится в пределах 210-230 г. Исходя из этого, можно предположить, что при селекционном отборе предпочтение стоит отдавать образцам со средней массой семян во избежание дисбаланса с другими элементами продуктивности и морфологическими характеристиками.

Корреляционная связь между продуктивностью и массой 1000 семян в наших исследованиях была достоверной и носила положительный характер средней силы: r = 0, 43 в 2014 году, r = 0,39 в 2015 году и r = 0,41 в 2016 году (рисунок).

Рисунок. Корреляционные связи между продуктивностью и основными ее элементами у образцов коллекции зернового гороха (2014-2016 гг.)

Таким образом, в результате трехлетних наблюдений было установлено, что повышение уровня продуктивности наиболее сопряжено с увеличением числа семян с растения. Взаимосвязь с числом бобов на растении и массой 1000 семян также носи- ла положительный характер, но проявилась в несколько меньшей степени. Зависимость между продуктивностью и числом семян в бобе была малозначительной или отсутствовала вовсе.