Оценка пластичности и стабильности образцов гороха посевного в Красноярской лесостепи

Горох – важнейшая продовольственная и кормовая культура, используемая в качестве концентрированного и зеленого корма, силоса, сена, сенажа и травяной муки [1]. В России среди зернобобовых культур он занимает 61% посевных площадей [2].

Одним из решающих факторов в повышении продуктивности и расширении посевных площадей гороха является создание высокоурожайных пластичных и стабильных сортов этой культуры, обеспечивающих местное семеноводство [3].

Адаптивный сорт – сорт, приспособленный как к оптимуму, так и к минимуму и максимуму условий выращивания. В сложных почвенно-климатических условиях способность сорта обеспечивать стабильную и высокую урожайность является первостепенной задачей [4]. Общепринятой мерой адаптивного потенциала сорта служит уровень его средней величины признака в различных по времени и месту условиях его возделывания [5].

Если высокое среднее значение – результат высокой отзывчивости исключительно в благоприятных условиях, то такой сорт будет хуже сорта с лучшей адаптацией к неблагоприятным условиям. Лучшими считаются адаптивные сорта, имеющие минимальное взаимодействие со средой и высокую стабильность признака. В южной лесостепи Западной Сибири бальная оценка иностранных сортов гороха и нового сорта Омской селекции показала, что более урожайные сорта имеют лучшую пластичность, стабильность и более устойчивы к полеганию [6].

С процессом эволюционирования и усложнения генотипа гороха ослабевают адаптивные способности культуры, выражающиеся в показателе устойчивости и селекционной ценности образцов, индексе стабильности, селекционной ценности и увеличивается размах варьирования урожайности [7].

В связи с этим оценка пластичности и стабильности образцов гороха посевного в Красноярском крае имеет большую актуальность.

Цель – оценить пластичность и стабильность сортов и номеров гороха посевного инорайонной и иностранной селекции для выявления потенциала их урожайности в сравнении с Красноярским.

Материалы и методы

Исследования проведены на базе группы селекции гороха в севообороте Красноярского НИИСХ в деревне Минино Емельяновского района. Почва опытного поля представлена черноземом обыкновенным среднемощным, среднегумусным, тяжелосуглинистым. Почва опытного участка – чернозем обыкновенный среднегумусный, тяжелосуглинистый. Содержание нитратного азота (N-NO 3 ) в пахотном слое низкое (4…6 мг/кг почвы). Содержание подвижного фосфора (Р 2 О 5 – 19,7 мг/100 г) и калия (К 2 О – 12,6 мг/100 г) (по Чирикову) – среднее и высокое соответственно. Содержание гумуса

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no. 4 (56) AGRONOMY в пахотном гумуса в пахотном слое – 7,8 % (по Тюрину). Кислотность почвенного раствора близка к нейтральной (pH=6,8).

Предшественник – чистый пар. Обработку почвы осуществляли согласно зональным рекомендациям [8]. Осенью проводили отвальную вспашку, весной – боронование и предпосевную культивацию. Посев осуществляли сеялкой ССФК-7 с нормой высева 1,3 млн. всхожих семян/га в первой-второй декаде мая.

Исследование проводили в коллекции изучения исходного материала соответствии с методическими указаниями по изучению коллекции бобовых культур [9; 10]. Площадь делянок составляла 3 м². Частота размещения стандарта – через каждые 10 номеров коллекции. Уборка напрямую в фазу полной спелости. После уборки урожайность образцов приводилась к стандартной влажности 14 %. Для исследования были взяты 16 лучших по урожайности сортов и номеров гороха посевного ( Pisum sativum L .), из них Российской селекции – 3, иностранной – 13. В качестве стандарта использовали сорт Радомир.

Расчет коэффициента линейной регрессии (экологической пластичности) bi, меры стабильности S2d, индекса условий среды Ij осуществляли по методике S.A. Eberhart et W.A. Russell [11], стрессоустойчивость (У2-У1)/2 – по методике Rossielle et Hamblin [12]. Индекс экологической пластичности (ИЭП) и индекс стабильности (L′) определяли по методике А.А. Грязнова [13]. Показатель уровня стабильности сорта (ПУСС) – по методике Э.Д. Неттевича и др. [14], коэффициент вариации (V) – по Б.А. Доспехову [15]. Гомеостатичность (Hom) – по методике В.В. Хангильдина [16]. Параметры селекционной ценности Sc вычислены по методике Н.А. Орлянского и др. [17]. Расчеты выполнены с помощью компьютерной программы «Excel» из офисного пакета программ Microsoft Office.

Анализ погодных условий по деревне Минино Емельяновского района Красноярского края за 2022–2024 г. был выполнен на основе архивных данных [18]. Годы исследований были контрастными по распределению температур и осадков, что позволило сделать разностороннюю оценку селекционного материала гороха. Теплее нормы был май 2022 г., июнь, июль и август 2023, 2024 гг. Сумма температур за период с мая по август превышала среднее многолетнее значение в 2023 г. на 58,8 °С, в 2024 г. – на 182,9 °С. В 2022 г. сумма температур была немного ниже нормы – на 10,5 °С (рис. 1).

Среднее многолетнее значение гидротермического коэффициента было 1,34, или умеренно влагообеспеченный. Гидротермический коэффициент 2022 г составлял 1,03, что характеризует его как недостаточно увлажненный, 2023 г – 0,78, что свидетельствует о засушливых условиях, 2024 г. – 2,04, что указывает на избыточный характер увлажнения.

ЕЗ 2022 г. CD 2023 г. □ 2024 г. □ Ряд4

Рис. 1. Сумма температур вегетационных периодов лет исследований, °С, 2022–2024 гг.

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no. 4 (56)

AGRONOMY

Результаты исследований

Для оценки компенсаторной способности и изменчивости на генетическом уровне сортов и образцов гороха была определена средняя урожайнось в контрастных условиях (У 1 + У 2 )/2. Более высокий показатель средней урожайности (У 1 + У 2 )/2 принадлежит сортообразцам, у которых между биотическими и абиотическими факторами и генотипом прослеживается высокая связь или соответствие. Исследуемые сортообразцы условно можно подразделить на 2 группы: первой группе присуща средняя урожайность сорта в контрастных условиях от 100 до 200, второй – более 200. Первая группа, с низким соответствием между генотипом и факторами среды, в которой он произрастает, была малочисленной и включала 4 сортообразца иностранной селекции – NDP-1 (Индия), Seppette (Франция), Ympala (Канада) и К-7178 (Турция). Остальные исследуемые сорта и номера посевного гороха относились ко второй группе и имели высокое соответствие генотипа биотическим и абиотическим факторам среды.

Урожайность сортообразцов гороха в контрастных условиях отличалась от средней урожайности. Лучшими по урожайности в контрастных условиях были сорта гороха Лумп, Рыжик и Отаман (табл. 1).

Урожайность зерна гороха существенно различалась по годам исследования. Средняя за 2022–2024 гг. составляла 201,2 г/м2, это превышает урожайность сортооб-разцов гороха в 2022 г. на 75 г/м2 и уступает средней урожайности гороха в 2024 г. на 81,4 г/м2. Достоверных различий между исследуемыми сортами и номерами со стандартом сортом Радомир не выявлено, за исключением Канадского сорта Ympala, который уступал по урожайности стандарту на 129,3 г/м2 (табл. 1).

При оценке сортов по индексу экологической пластичности по А.А. Грязнову [17] ведется сравнение с индексом единица. Сорта, превышающие единицу, считаются высокопластичными, имеющие пластичность менее единицы – низкопластичными. Пластичными были Радомир, Глянс, SH-95-66, Юлдаш, Рыжик, Апостол, Лумп, Саламанка, К-7178, Томас и Отаман. Высоким ИЭП обладал стандарт Радомир. Эти сорта и номера гороха посевного способны формировать высокую урожайность зерна при различных почвенно-климатических и погодных условиях. Близкими по индексу экологической пластичности к стандарту были сорта Рыжик, Томас и Отаман 1,19–1,23. Более высокий в сравнении со стандартом ИЭП был у сортообразцов Юлдаш и К-7178 (табл. 2).

Таблица 1

Урожайность сортообразцов гороха посевного, г/м 2

Сорт, образец	Страна-оригинатор	Годы			Средняя	(У 1 +У 2 )/2
		2022	2023	2024
Радомир, стандарт	Россия	208,0	228,0	253	229,7	230,5
Глянс	Украина	105,0	167,00	371	214,3	238,0
SH-95-66	Болгария	94,0	106,0	377	192,2	235,5
Юлдаш	Башкирия	117,0	261,0	345	240,8	231,0
Рыжик	Тюмень	123,0	224,0	401	249,3	262,0
Апостол	Украина	160,0	168,0	265	197,7	212,5
NDP-1	Индия	90,0	151,0	181	140,6	135,5
Лумп	Чехия	121,0	149,0	429	233,0	275,0
Феникс	Дания	108,0	133,0	364	201,8	236,0
Seppette	Франция	126,0	195,0	213	177,9	169,5
Саламанка	Германия	127,0	201,0	312	213,3	219,5
Ympala	Канада	39,0	98,0	164	100,3	101,5
К-7178	Турция	116,0	186,0	204	168,7	160,0

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no. 4 (56)

AGRONOMY

Окончание таблицы 1

Сорт, образец	Страна-оригинатор	Годы			Средняя	(У 1 +У 2 )/2
		2022	2023	2024
Томас	Тюмень	204,0	188,0	276	222,7	232,0
SH-94-55-1-1-4	Болгария	96,0	323,0	138	185,7	209,5
Отаман	Украина	185,0	339,0	228	250,7	262,0
Средняя		126,2	194,8	282,6	201,2
НСР 05 А сорт					117,7
НСР 05 В год					51,0

По показателю стрессоустойчивости (У 2 –У 1 ) ни один из исследуемых сортов и номеров гороха стандарт не превосходил. Лучшими по стрессоустойчивости из представленной коллекции были образцы с величиной менее ста – К-7178, Томас и NDP-1. Вышеперечисленные сортообразцы обладали широким диапазоном приспособительных возможностей.

Оценка сортов гороха по коэффициенту линейной регрессии Bi позволила установить их реакцию на условия выращивания. Сортами экстенсивного типа были Радомир, Апостол, NDP-1, Seppette, К-7178, Томас, SH-94-55-1-1-4 и Отаман. Bi у данных сортов и номеров был менее единицы. Изменение урожайности соответствует изменению условий выращивания у сортообразцов гороха, коэффициент линейной регрессии которых близок к единице. Таким оказался один образец Ympala, Bi которого составлял 0,83. У остальных сортообразцов гороха коэффициент линейной регрессии значительно превышал единицу, что свидетельствует об их высокой отзывчивости на улучшение условий выращивания, это сорта интенсивного типа. В исследуемой коллекции Глянс, SH-95-66, Юлдаш, Рыжик, Лумп, Феникс и Саламанка являются сортами и образцами интенсивного типа.

Варьирование урожайности сортов и образцов гороха посевного было значительным, о чем свидетельствуют коэффициенты вариации. Значение коэффициентов вариации превышало 20 % у всех сортов за исключением стандарта Радомир. Изменчивость урожайности Радомира была незначительной, коэффициент вариации V составлял 9,82 % (табл. 2).

Таблица 2

Оценка урожайности сортов и номеров гороха посевного по показателям пластичности

Сорт, образец	ИЭП	У 2 -У 1	Bi	V	Hom
1.Радомир, стандарт	1,24	-45,0	0,30	9,82	1172,15
2.Глянс	1,01	-266,0	3,37	64,93	172,70
3.SH-95-66	1,07	-283,0	1,92	83,21	130,71
4.Юлдаш	1,36	-228,0	1,50	47,85	254,74
5.Рыжик	1,19	-278,0	1,85	56,44	223,62
6.Апостол	1,03	-105,0	0,71	29,57	372,12
7.NDP-1	0,71	-91,0	0,60	32,97	217,44
8.Лумп	1,09	-308,0	2,18	73,10	176,26
9.Феникс	0,95	-256,0	1,73	69,99	158,87
10.Seppette	0,92	-87,0	0,57	25,80	364,18
11.Саламанка	1,05	-185,0	2,09	43,65	246,00
12.Ympala	0,47	-125,0	0,83	62,32	80,53
13.К-7178	1,48	-88,0	0,57	27,56	323,28
14.Томас	1,19	-88,0	0,50	21,05	563,41
15.SH-94-55-1-1-4	0,97	-227,0	0,20	65,05	151,86
16.Отаман	1,23	-201,0	0,18	47,65	242,26

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no. 4 (56) AGRONOMY

С большим отрывом отстают от стандарта по гомеостатичности сортообразцы гороха. Гомеостатичность (Hom) стандарта Радомир составляла 1172,15, что характеризует его как сорт, способный нормально развиваться, формировать оптимальную структуру урожая, высокую устойчивость к болезням и продуктивность. Среди исследуемых соротов и номеров гороха выделяются по гомеостатичности Томас – 563, Апостол – 372 и Seppette – 364. Эти сорта наиболее адаптированы к изменению условий выращивания (табл. 2).

Непревзойденным лидером по индексу стабильности (L´) являлся стандарт Радомир. Среди коллекции сортообразцов гороха высоким индексом стабильности обладали сорта российской селекции Юлдаш (Башкирия), Томас (Тюмень), Французской – Seppette, Турецкой – К-7178, Украинской – Апостол и Германской – Саламанка (табл. 3).

Высоким показателем уровня стабильности сорта (ПУСС), позволяющим комплексно оценивать урожайность, стабильность урожайности и способность отзываться на улучшение условий выращивания, обладали Томас, Апостол, Seppette и Юлдаш. Как и в случае с индексом стабильности сортообразцы иностранной и Российской селекции из других регионов существенно уступали стандарту по показателю ПУСС.

Селекционную ценность (Sc) исследуемых сортов расчитывали по формуле В.В. Хангильдина в изложении Н.А. Орлянского, Н.А. Орлянской, Д.С. Чеботарева [21]. Индексы селекционной ценности сортообразцов гороха значительно отличались друг от друга и от стандарта. Наиболее ценными были Радомир, Томас, Апостол, Отаман, Юлдаш и Рыжик, их индекс селекционной ценности Sc составлял – 43 365–19 069. Хорошая селекционная ценность была у сортов Seppette – 18 742,65 и Саламанка – 18 525,36. Остальные сорта и образцы гороха имели индексы селекционной ценности от 16 176,57 у К-7178 до 2393,93 у Канадского сорта Ympala (табл. 3).

Таблица 3

Оценка сортов и номеров гороха посевного по показателям стабильности

Сорт, образец	L´	ПУСС	Sc	S2d
1.Радомир, стандарт	23,39	5373,03	43 364,94	35,76
2.Глянс	3,30	707,48	13 001,54	19,67
3.SH-95-66	2,31	444,57	92 23,497	11,64
4.Юлдаш	5,04	1213,92	19 697,03	37,74
5.Рыжик	4,42	1101,50	19 068,71	25,94
6.Апостол	6,68	1321,36	23 590,71	14,06
7.NDP-1	4,27	600,23	98 38,895	40,35
8.Лумп	3,19	742,69	15 312,28	13,40
9.Феникс	2,88	581,10	12 066,76	13,80
10.Seppette	6,90	1228,07	18 742,65	42,59
11.Саламанка	4,89	1042,70	18 525,36	28,30
12.Ympala	1,61	161,52	2393,93	32,51
13.К-7178	6,12	1032,11	16 176,57	42,60
14.Томас	10,58	2355,15	33 772,19	5,25
15.SH-94-55-1-1-4	2,85	529,94	10 245,58	18,16
16.Отаман	4,63	1021,98	19 822,25	21,72

Самым стабильным по показателю мера стабильности (S2d) оказался сорт посевного гороха Томас с мерой стабильности 5,25. Далее следуют образцы и сорта SH-95-66 – 11,64, Лумп – 13,4 и Феникс – 13,8. По мере стабильности превосходили стандарт большинство сортоообразцов за исключением Юлдаш, NDP-1, Seppette и К-7178 (табл. 3).

Vestnik of Omsk SAU, 2024, no. 4 (56)

AGRONOMY

Все сортообразцы гороха не стабильны, так как их мера стабильности не равна нулю. Комплексная оценка по результатам параметров пластичности и стабильности выявила, что имеют лучшие результаты в неблагоприятных условиях, не стабильны – Радомир, Апостол, NDP-1, Seppette, Ympala, К-7178, Томас, SH-94-55-1-1-4 и Отаман. Имеют лучшие результаты в благоприятных условиях, не стабильны – Глянс, SH-95-66, Юлдаш, Рыжик, Лумп, Феникс и Саламанка.

Заключение

В результате проведенных исследований установлены источники пластичных и стабильных по урожайности сортов и образцов гороха посевного в условиях Красноярской лесостепи.

Средняя урожайность посевного гороха в контрастных условиях была на уровне стандарта у сортообразцов Глянс, SH-95-66, Юлдаш, Апостол, Феникс, Саламанка, Томас и SH-94-55-1-1-4. Выше стандарта Радомира степень соответствия между генотипом сорта и биотическими и абиотическими факторами среды была у сортов Рыжик, Лумп и Отаман. Урожайность зерна сортов и образцов гороха была на уровне стандарта, за исключением сорта Ympala, который уступал Радомиру на 129,4 г/м 2, или на 56%.

Наиболее пластичными по индексу экологической пластичности, стрессоустойчи-вости, гомеостатичности и варьированию урожайности были сорта Радомир и Томас.

К сортообразцам экстенсивного типа относятся Радомир, Апостол, NDP-1, Seppette, К-7178, Томас, SH-94-55-1-1-4 и Отаман. Они способны к формированию экономически значимого урожая при любых погодных условиях. У сорта Ympala изменение урожайности соответствует изменению условий выращивания. К сортообразцам интенсивного типа относятся Глянс, SH-95-66, Юлдаш, Рыжик, Лумп, Феникс, Саламанка. Эти сорта имеют высокую отзывчивость на улучшение условий выращивания.

По комплексу показателей стабильности (показателю уровня стабильности сорта, селекционной ценности и индексу стабильности) выделились сорта гороха Радомир, Томас и Апостол. Для селекции на увеличение урожайности зерна гороха по мере стабильности рекомендуется использовать горох посевной сортов Томас, Феникс, Лумп и образца SH-95-66.