Оценка хозяйственно-ценных признаков и свойств новых линий гороха в ФГБОУ ВО Луганский ГАУ

Введение. Потребности развивающегося животноводства, прежде всего необходимость создания крепкой кормовой базы, с особой остротой ставят вопрос о качестве продукции [2]. Односторонняя агроэкологическая оценка сельскохозяйственных культур только по урожайности нередко приводит к недооценке чрезвычайно ценной и крайне необходимой высокобелковой продукции зернобобовых культур [4, 6]. Основной распространенной зернобобовой культурой в регионе Донбасса является горох.

Это обусловлено его агротехническими достоинствами, способностью при благоприятных условиях произрастания давать высокие урожаи зерна и возможностью его разностороннего использования [10, 11].

Несмотря на большую ценность, основными причинами сокращения посевных площадей под горохом, является нестабильная и трудно прогнозируемая урожайность [1].

В Луганской Народной Республике в благоприятные годы урожайность гороха составляет в 2,5–3,5 т/га, а в засушливые – 1,3–1,5 т/га. Влагообеспеченность нашего региона зачастую ограничивает получение высокого урожая, что связано с физиологическими особенностями растений, существенно снижать продуктивность при высоких температурах и длительного периода без осадков. Такая ситуация создает угрозу полной потери урожая [5].

Прежде всего, это связано с такими факторами: наличие хорошо подготовленного выровненного без сорняков поля; использование урожайного, устойчивого к полеганию и максимально приспособленного к механизированной уборке сорта, способного поддерживать стебель в вертикальном состоянии; нарушение технологии выращивания и недостаточное материально-техническое обеспечение.

Создание новых сортов гороха – традиционное направление селекционной работы лаборатории селекции и первичного семеноводства зернобобовых культур ФГБОУ ВО Луганского ГАУ. Научные исследования направлены на селекцию новых сортов, сочетающих высокую и стабильную урожайность с повышенной технологичностью.

Выведение безлисточковых, (усатых, рецессивный аллель гена af) сортов с повышенной устойчивостью к полеганию, осыпанию семян (неосыпающихся, рецессивный аллель гена def), отимальным периодом созревания, создают реальную возможность более эффективного использования материальнотехнических средств, а также уменьшению потерь, улучшение качества товарной и семенной продукции, за счет однофазной уборки урожая [7, 8].

Цель исследований. Основная цель исследований заключается в создании в ФГБОУ ВО Луганском ГАУ новых сортов гороха, выявление и сравнение особенностей формирования продуктивности нових линий, отличающихся от прежних по хозяйственно-ценным признакам, изучение особенностей формирования элементов структуры урожая, уровня урожая в зависимости от генотипа в условиях Луганской Народной Республики.

Условия, материалы и методы . Полевые опыты по оценке селекционного материала гороха в конкурсном сортоиспытании проводились в 2021–2023 гг. в севообороте опытного поля ФГБОУ ВО Луганского ГАУ по методике государственного испытания сельскохозяйственных культур [9]. Почва – чернозем обыкновенный, среднесуглинистый. Агротехника общепринятая для культуры в степной зоне. В качестве объектов исследований использовалось 10 селекционных номеров. Предшественник – озимая пшеница. Сев проводили во второй–третей декаде апреля. Норма высева – 1,2 млн всхожих семян / га. Семена высевались сеялкой СКС-6-10, площадь учетного участка 30 м². Повторность четырехкратная. Урожай убирали прямым комбайнированием Сампо-130. В ходе исследований проводили: фенологические наблюдения (появление всходов, начало и конец цветения, начало и полное созревание бобов, продолжительность вегетационного и межфазных периодов); учет урожая (обмолот делянок в фазе полной спелости растений); определение структурных элементов урожая, путем анализа пробных снопов (длина стебля, количество бобов и семян с одного растения, масса 1000 семян, продуктивность). Статистический анализ результатов исследований осуществляли методом дисперсионного анализа по методике Б.А. Доспехова [3].

Результаты и обсуждение. В период изучения селекционного материала (2021-2023 гг.) прослеживались контрастные погодные условия, которые отличались своими показателями, как по температурному режиму, так и по количеству осадков (таблица 1).

В 2021 году в связи со сравнительно невысокой суммой осадков за осеннезимний и ранневесенний периоды (октябрь-март) – 201,6 мм при норме 219 мм, ранневесенние запасы продуктивной влаги в метровом слое почвы составляли – 126,6–124,1 мм, что отодвинуло сроки сева гороха, до второй декады апреля. Вегетационный период (с апреля по июль) по гидротермическому режиму сложился относительно благоприятно для роста и развития ранних яровых зерновых и зернобобовых культур. За данный период ГТК составил 1,37 (норма – 1,06), а сумма осадков – 272,9 мм (норма – 219 мм). Жаркая и сухая погода во второй-третьей декадах июля способствовала преждевременной уборке урожая. Сумма активных температур (≥ 10 ºС) за период вегетации составила 2166,2 ºС, что на 176,2 ºС превысило многолетнюю норму.

Таблица 1 – Метеорологические условия в период вегетации гороха за годы проведения опыта

Месяц	2021 г.	2022 г.	2023 г.	Многолетняя норма [1]
Среднемесячная температура воздуха, °С
IV	9,8	12,4	11,4	10,1
V	17,2	13,9	15,4	15,6
VI	21,4	21,5	19,4	20,0
VII	25,2	22,5	22,3	22,4
Средняя	18,4	17,6	17,1	17,0
Сумма осадков, мм
IV	36,5	60,8	52,5	30
V	63,2	46,7	78,1	46
VI	151,0	44,7	63,2	73
VII	22,2	15,6	56,6	70
Сумма	272,9	167,8	250,4	219
Сумма дней с относительной влажностью воздуха ≤ 30% за апрель-июль
Сумма	25	43	37	32,5
Сумма активных температур (≤ 10°С) за апрель-июль
Сумма         \	2166,2    \	2148,5    \	2043,7    \	1990
Гидротермический коэффициент Г.Т. Селянинова (ГТК)
IV	1,35	1,70	1,54	0,99
V	1,19	1,07	1,64	0,97
VI	2,62	0,69	1,09	1,21
VII	0,31	0,23	0,82	1,05
Средний	1,37	0,92	1,27	1,06

В 2022 году сумма осенне-зимних и ранневесенних осадков в (290,1 мм) была больше прошлогодних значений, но к моменту сева в первой декаде апреля в метровом слое почвы были накоплены только удовлетворительные запасы продуктивной влаги (126,0–127,2 мм). Условия вегетации культуры выдались менее благоприятные, чем в 2021 году: ГТК за апрель-июль составил только 0,92, сумма осадков – 167,8 мм, что на 51,2 мм меньше многолетней нормы. В связи с холодной погодой в мае, получена значительная задержка в развитии растений. В целом за вегетацию культуры условия увлажнения соответствовали засушливой природной зоне типичной степи (ГТК = 1,0–0,7) и зафиксировано 43 дня с относительной влажностью воздуха менее 30 %. Сумма активных температур превысила норму на 158,5 ºС. Фаза полной спелости культуры по вариантам опыта наступила в период второй декады июля.

В 2023 году в период вегетации гороха сложились относительно благоприятные по влагообеспеченности условия вегетации (ГТК – 1,27) при сумме выпавших осадков на 31,4 мм больше нормы. Весной перед севом культуры в метровом слое почвы содержались запасы продуктивной влаги на уровне 147,1 мм. За период с апреля по июль была накоплена сумма активных температур (2043,7 °С) практически на уровне многолетней климатической нормы. Однако высокие дневные и ночные температуры воздуха (33–36 °С), в фазу налива зерна, отрицательно сказались на формировании урожая. Селекционный материал высевался в оптимальные сроки, однако всходы появлялись неравномерно из-за пересыхания верхнего слоя почвы, (таблица 2).

Таблица 2 – Продолжительность межфазных периодов и степень выживаемости селекционных номеров гороха с усатым типом листа (2021-2023 гг.)

Сорт, селекционный номер	Разновидность	Продолжительность межфазных периодов, суток			Степень выживаемости растений, %	Коэффициент устойчивости к полеганию
		всходы -цветение	цветение -созревание	всходы-созревание
Беркут St	контекстум	36	40	76	84,8	0,77
102/20	контекстум	34	40	74	78,5	0,77
151/20	контекстум	34	40	74	84,1	0,68
91/20	контекстум	35	40	75	86,8	0,60
53/20	контекстум	35	41	76	89,2	0,80
56/20	контекстум	36	41	77	76,2	0,67
44/19	контекстум	36	41	77	91,2	0, 70
35/19	контекстум	32	42	74	88,1	0,74
24/18	контекстум	40	41	81	79,4	0,69
17/18	контекстум	38	41	79	78,2	0,70

Анализ элементов вегетационного периода изучаемых линий, позволил выявить некоторые различия в прохождении фаз вегетации. Период «всходы – цветение» изменялся от 32 до 40 суток. Самым коротким он был у линии 35/19 (32 дня), немного меньше стандарта (36 дней) были у форм 102/20 и 151/20. Период «цветение-созревание» у изучаемых линий практически не различался и составил 40–42 дня. Варьирование межфазного периода от всходов до полного созревания у разных линий составило в среднем от 74 до 81 дня. Наиболее скороспелыми были селекционные номера 102/20, 151/20 и 35/19. Их уровень был 74 дня, при значении стандарта, сорта Беркут 76 дней. Позднеспелостью выделился селекционный номер 24/18 – 81 день.

Показатели выживаемости растений колебались от 76,2 до 91,2 %. Такие колебания объясняются влиянием неблагоприятных погодных условий в первый период вегетации гороха, в частности показателя температуры воздуха, значения которого были значительно выше оптимальных.

Одним из наиболее важных показателей оценки технологичности сорта гороха является его способность в определенной мере противостоять полеганию растений, которая зависит от высоты растений, толщины стебля, количества усиков и их прочности.

В наших исследованиях практически все изучаемые формы характеризовались высокой устойчивостью к полеганию. Однако, в заметной степени прослеживались отличия, как между собой, так и от стандарта сорта Беркут. Коэффициент устойчивости растений к полеганию варьировал в пределах от 0,60 до 0,80. Значимо превысил стандарт и другие находящиеся в испытании линии, селекционный номер 53/20. К моменту уборки его коэффициент устойчивости к полеганию был на уровне 0,80. Высокий показатель устойчивости к полеганию у селекционного номера 53/20 обусловлен несколько укороченными междоузлиями у растений и прочными хорошо развитыми усами, благодаря которым растения прочно слетаются друг с другом и долгое время не полегают. Равным стандарту был селекционный номер 102/20, его показатель составил 0,77. Остальные линии по изучаемому признаку уступили сорту Беркут.

Результирующим показателем в практической селекции гороха, определяющим хозяйственную ценность сорта, является урожайность и качество. Важным фактором улучшения качества семян является повышение содержания уровня белка в семенах и его сбор с урожаем семян (таблица 3).

Таблица 3 – Урожайность, содержание белка и сбор белка с урожаем семян селекционных номеров гороха с усатым типом листа в конкурсном испытании

(среднее за 2021–2023 гг.)

Сорт, селекционный номер	Урожайность		Содержание белка в семенах		Cбор белка
	т/га	+ - к стандарту	%	+ - к стандарту	т/га	+ - к стандарту
Беркут St	1,78	-	24,3	-	0,43	-
102/20	2,07	+0,29	24,7	+0,3	0,51	+0,08
151/20	1,96	+0,18	23,6	- 0,7	0,46	+ 0,03
91/20	1,83	+0,05	22,7	-1,6	0,42	- 0,01
53/20	2,04	+0,26	25,1	+0,8	0,51	+0,08
56/20	1,39	-0,39	23,0	- 1,3	0,32	- 0,11
44/19	1,85	+0,07	22,9	- 1,4	0,42	- 0,01
35/19	1,81	+0,04	23,1	- 1,2	0,42	- 0,01
24/18	1,99	+0,21	22,4	- 1,9	0,46	+ 0,03
17/18	1,91	+0,14	23,5	- 0.8	0,45	+ 0,02
НСР 0,05	0,19

Рост и развитие растений гороха до фазы созревания, как обычно в регионе Донбасса, проходили в экстремальных погодных условиях. Жаркое лето не позволяло сформировать полноценный урожай. Это в значительной степени влияло на уровень урожайности селекционных номеров (1,39–2,07 т/га). Наиболее высокий урожай в испытании сформировали линии и 53/20 – 2,04 т/га и 102/20 – 2,07 т/га, что на 0,26 т/га и 0,29 т/га или 14,6 % и 16,3 % выше стандарта соответственно. Остальные формы имели урожай на уровне стандарта, их прибавка была в пределах ошибки опыта.

Результатами биохимической оценки селекционного материала установлено, что по процентному содержанию белка в семенах превысили стандарт линии 53/20 (25,1 %) и 102/20 (24,7 %) на 0,8 % и 0,4 % соответственно.

Показатель сбора белка с урожаем семян в полной мере зависит как от процентного содержания белка в семенах, так и урожайности. У селелекционных номеров он варьировал от 0,32 до 0,51 т/га, при показателе у стандарта– 0,43 т/га. Превышение над стандартом обеспечили селекционные номера 102/20, 151/20, 24/18, 17/18 на 0,08; 0,03 и 0,03 т/га, соответственно.

Анализ элементов структуры урожая (таблица 4) показывает, что превышение над стандартом в урожае семян выделившихся линий, формируется за счет более благоприятного их сочетания. Представленные данные анализа элементов слагающих продуктивность показали, что формы существенно отличались по высоте растений. Селекционный номер 17/18 – самый низкорослый с общей высотой растения 53,1 см, что на 17,4 см ниже, чем у стандартного сорта Беркут. Самые высокорослые растения у сорта Беркут – 77,6 см.

Из испытуемых линий у растений селекционного номера 151/20, самое высокое прикрепление нижних бобов – 61,8 см.

По числу бобов на одном растении стандарт превысил селекционный номер 53/20, Его уровень составил 5,6 шт.

Таблица 4 – Высота растений и элементы структуры урожая селекционных номеров гороха (2021-2023 гг.)

Сорт, селекционный номер	Высота растений, см		Число на одно растение				Число семян в бобе, шт.	Масса 1000 семян, г
	р го и 1 о о ГО го: |=	О со	□ ю ф о	СП о ю о ю	I ф о	I ф о го о о го
Беркут St	57,0	77,6	1,0	5,0	19,0	5,5	3,8	289,4
102/20	54,2	70,5	1, 0	3,7	14,8	3,7	4,0	250,0
151/20	61,8	74,4	1,0	4,4	19,8	5,2	4,5	262,6
91/20	50,6	62,6	1,0	4,2	17,6	4,5	4,2	255,7
53/20	54,0	72,3	1,1	5,6	25,2	5,4	4,5	218,3
56/20	50,0	69,5	1,0	4,2	18,1	4,5	4,3	248,6
44/19	53,2	65,7	1,0	3,0	11,1	2,8	3,7	252,3
35/19	51,8	59,5	1,0	3,9	17,6	3,9	4,5	221,5
24/18	49,8	58,7	1,0	4,2	18,1	4,5	4,3	248,6
17/18	44,9	53,1	1,0	3,4	11,9	3,0	3,5	252,1

По числу семян в одном бобе практически все изучаемые формы имели превышение над стандартом. Исключение составили селекционные номера 17/18 и 35/19. Их уровень был несколько ниже.

По продуктивности все изучаемые линии уступили стандарту.

Количеством семян на растении выделились формы 53/20 и 151/20, их превышение над стандартом составило 6,2 и 0,8 шт. соответственно.

Самый высокий показатель массы 1000 семян обеспечил сорт Беркут – 289,4 г. С самыми мелкими семенами был селекционный номер 53/20 – 218,3 г.

Показатели остальных линий находились в пределах максимальных и минимальных значений.

Выводы:

• 1.    Из изучаемого набора селекционных номеров гороха, линии 102/20 и 151/20 имели вегетационный период на два дня короче стандарта. Самый продолжительный период всходы-созревание имел селекционный номер 24/18 – 81 день.

• 2.    Самую высокую выживаемость растений к моменту уборки обеспечили селекционные номера 35/19, 44/19 и 53/20, и их превышение составило (в сравнении со стандартом) 3,3 %, 4,4 % и 6,4 % соответственно.

• 3.    По устойчивости к полеганию заслуживает внимания селекционный номер 53/20, Его коэффициент устойчивости к полеганию в фазу полной спелости составил 0,80, при уровне стандарта 0,77.

• 4.    Максимальный урожай в испытании сформировали селекционные номера 102/20 (2,07 т/га) и 53/20 (2,04 т/га), что на 0,29 т/га и 0,26 т/га выше стандарта соответственно.

• 5.    Анализ элементов структуры урожая показал, что изучаемые формы имели существенные различия в их уровне, Из испытуемых линий у растений селекционного номера 151/20 самое высокое прикрепление нижних бобов (61,8 см). По числу бобов на одно растение превышение над стандартом имел селекционный номер 53/20 (5,6 шт.). По числу семян в одном бобе практически все изучаемые формы обогнали стандарт. Исключение составили селекционные номера 17/18 и 35/19, их уровень был несколько ниже сорта Беркут. По массе семян с одного растения все изучаемые линии уступили стандарту. По

  количеству семян на растении выделились селекционные номера 53/20 и 151/20. По показателю массы 1000 семян лидерство осталось у сорта Беркут – 289,4 г.

• 6.    По процентному содержанию белка в семенах превысили стандарт, сорт Беркут (24,3 %), селекционные номера 53/20 (25,1 %) и 102/20 (24,7 %) на 0,8 % и 0,4 % соответственно. По сбору белка с урожаем семян выделились линии 102/20, 24/18, 17/18 и 151/20 Их показатели превышали стандарт на 0,03; 0,03 и 0,08 т/га, соответственно.

• 7.    В результате селекционной проработки выделен и всесторонне изучен селекционный материал гороха, сочетающий повышенную урожайность с комплексом   хозяйственно-ценных   признаков и свойств. Выделены

перспективные линии 53/20 и 102/20 превосходящие стандарт по урожайности и технологичности с возможностью разностороннего селекционного использования и передачей на Государственное сортоиспытание,