Оценка продуктивности и адаптивной способности сортов гороха овощного в условиях южной лесостепи Западной Сибири

Оригинальная статья / Original article

Горох овощной получил широкое распространение в мире и имеет большую популярность у населения благодаря своему богатому пищевому профилю. По сравнению со злаками, горох содержат значительно большую долю растительного белка, сложных углеводов, клетчатки, витаминов, жирных омега-3 кислот и минералов, таких как железо, цинк, магний и кальций [1-3]. Волокна, присутствующие в оболочке семян гороха и клеточной стенке семядолей, снижают усвояемость крахмала и помогают в работе желудочно-кишечного тракта, что является хорошей предпосылкой для разнообразия микробиома кишечника человека. Кроме того, горох, как и другие бобовые культуры, содержит фитохимические вещества, такие как фенолы, флавоноиды, фитаты, лектины, танины, сапонины, оксалаты, ингибиторы ферментов, фитостерины и антимикробные пептиды, которые обладают полезными антиоксидантными, противомикробными, противовоспалительными, противодиабетическими и противоракововыми действиями [2, 4, 5]. Благодаря симбиотическим отношениям с микоризными грибами, азотфиксирующими ризобиями и ризобактериями горох улучшает качество почвы, а снижение количества выбросов парниковых газов при его возделывании, может быть использовано для увеличения ресур-соэффективности сельского хозяйства [6, 7].

Однако урожайность гороха овощного часто ограничивается различными абиотическими- и биотическими стрессами, такими как засуха, переувлажнение, высокие или низкие температуры, болезни и вредители [8-11]. Условия окружающей среды изменчивы и вызывают у растений генетические адаптации к определенным усло-виям.Чем выше способность вида изменять метаболизм в соответствии с диапазонами изменяющихся условий, тем шире скорость его реакции и выше экологическая адаптивность [11-12]. В ответ на влияние стрессовых факторов растения выработали набор физиологических (фотосинтез, повреждение клеточной мембраны, транспирация, дыхание, разделение ассимилятов и поглощение минералов) и биохимических механизмов реагирования (инактивация ферментов, изменения в профилях метаболитов), которые позволяют им адаптироваться и выживать в различных экологических условиях [13]. Общая тенденция приспособляемости возделываемых видов к определенным условиям выращивания обычно определяется коэффициентом регрессии. Устойчивость генотипа рассчитывается по разнице между максимальной и минимальной урожайностью и, чем она ниже, тем выше стрессоустойчивость [12, 14].

Цель наших исследований – провести оценку экологической пластичности и стабильности образцов гороха овощного по признакам продуктивности в условиях южной лесостепи Омской области.

Материал и методы проведения исследований

Опыты по изучению сортообразцов гороха овощного проводили в 2018-2 022 годах в южной лесостепи Омской области. В качестве материала исследований служили 65 образцов международной коллекции генетических ресурсов. Стандартом являлся сорт Неистощимый 195, рекомендованный для возделывания в регионе. Посев проводили вручную на делянках площадью 5,2 м2 в четырехкратной повторности. Наблюдения, учеты и анализы проводили согласно «Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур». Расчет экологической пластичности проводился по методике С.А. Эберхарта и В.А. Рассела в изложении В.А. Зыкина [12].

Погодные условия в годы проведения опытов были контрастными: 2018, 2019 и 2022 годы – слабо засушливыми (ГТК=1,1-1,2), 2020 и 2021 годы были очень засушливыми (ГТК=0,51-0,56) (рис. 1). Причем, тепло- и влаго-обеспеченность в разные фазы роста и развития растений существенно различалась. Начальный период вегетации растений (от «всходов до цветения») в 2020 году был сухой (ГТК=0,14), 2022 и 2021 годы – очень засушливые (ГТК=0,43-0,65), 2018 год – засушливый (ГТК=0,89), 2019 год – избыточно увлажненный (ГТК=2,19). Условия второй половины вегетации (период «цветение-созревание») в 2019 и 2021 годы были очень засушливые (ГТК=0,49-0,61), 2020 год – засушливый (ГТК=0,72), 2018 год – слабозасушливый (ГТК=1,18), 2022 год –избыточно влажные (ГТК=1,91).

■ 2022г.

■ 2021г.

■ 2020г.

• ■ 2019г.

2018г.

Рис. 1. Гидротермические условия в годы проведения опытов Fig. 1. Hydrothermal conditions during the years of experiments

Результаты исследований

Продуктивность и ее элементы у изученных образцов гороха овощного характеризовались значительной изменчивостью в зависимости от погодных условий и генотипа. Так, число семян в бобе за время исследованиях варьировало от 4 до 9 шт. и в среднем составило 6,0 шт.; масса семян с растения – от 2,6 до 15,1 г шт. (в среднем 7,1 г); масса 1000 семян – от 134 до 312 г (в среднем 204,2 г) (рис. 2).

гической пластичности этих признаков позволит более целенаправленно вести отбор в сложных климатических условиях Западной Сибири.

Результаты дисперсионного анализа по всем изученным признакам показали, что варианты, отражающие изменчивость, обусловленную как генотипическими различиями образцов, так и погодными условиям были статистически достоверны. Однако если по массе 1000 семян и количеству семян в

■ 2018 г. ■ 2019 г. Е 2020 г.

■ 2021 г. ■ 2022 г.

■ 2018 г. ■ 2019 г. ■ 2020 г.

■ 2021 г. ■ 2022 г.

■ 2018 г. ■ 2019 г. ■ 2020 г.

■ 2021 г. ■ 2022 г.

Рис. 2. Изменчивость элементов продуктивности гороха овощного в зависимости от условия выращивания Fig. 2. Variability of productivity elements of vegetable peas depending on growing conditions

Максимальную продуктивность растения гороха овощного имели в условиях достаточного влагоувлажнения в 2022 и 2019 годах. Известно, что горох, принадлежащий к числу мезофитов, сравнительно легко переносит избыток влаги, в то время как в условиях засухи его урожайность резко снижается [1, 11]. Наименьшую продуктивность в нашем опыте растения сформировали в засушливом 2020 году.

Для селекции гороха овощного большое значение имеет крупность и выравненность семян по размеру, которая зависит от количества семян в бобе и массы 1000 семян, а также семенная продуктивность. Определение параметров эколо- бобе наибольшее влияние на формирование признака оказывал генотип изучаемых форм (от 57 до 60%), то по массе семян с растения большее влияние имели факторы окружающей среды (69%), что указывает на пластичность данного признака в условиях Западной Сибири и возможность выделения ценных генотипов для селекции. Сильнее всего влияние генотипа проявлялось по массе 1000 семян (60%), слабее всего по массе семян с растения (11%) (рис. 3). Доля влияния погодных условий изменялась от 26 до 69%. Наименее подвержена влиянию условий окружающей среды масса 1000 семян (26%), что свидетельствует о высокой стабильности признака.

Количество семян в бобе

Масса семян с растени

Масса 1000 семян

Рис. 3. Результаты дисперсионного анализа по элементам урожайности гороха овощного (2018-2022 годы Fig. 3. Results of the dispersion analysis for the yield elements of vegetable peas (2018-2022)

Выявлено, что наиболее благоприятные условия для формирования семенной продуктивности сложились в 2022 году, о чем свидетельствует максимальный индекс условий среды (Ij= 3,98), самыми экстремальными для гороха овощного были засушливые условия 2020 года (Ij=- 2,87) (табл. 1).

Большой интерес для отбора представляют образцы, сочетающие высокую продуктивность с экологической пластичностью. Они подходят для выращивания в широком диапазоне условий окружающей среды [13, 14]. Результаты расчета параметров экологической пластичности по массе семян с растения показали, что наибольшую ценность для селекции имеет сорт Триумф (bi=1,15). Он является самым пластичным из данного набора образцов, при этом в благоприятных условиях он формировал продуктивность семян 11,7 г, однако в экстремальных условиях масса семян резко снижалась и составила 2,6 г (что меньше на 9,1 г или 78%). Сорт Триумф, имеющий повышенную гомеостатичность, будет иметь преимущество при выращивании по интенсивной технологии или в благоприятных экологических условиях.

Сорта Неистощимый 195 (bi=0,54), Премиум (bi=0,70) и Совинтер (bi=0,90) с низкими значения коэффициента экологической пластичности следует отнести к наиболее стабильным, семенная продуктивность у них в меньшей степени варьирует по годам – от 5,1-11,4 г, не снижаясь существенно даже в стрессовых условиях (на 4,1-6,3 г или 44-55%).

Наиболее благоприятные условия для формирования высокой массы 1000 семян наблюдались при достаточной влагообеспеченности растений в 2022 году (Ij=33,46), наименее благоприятные в условиях засухи 2020 года (Ij=-28,61).

Высокую пластичность по крупности семян имели образцы Крейсер (b=1,30), Совинтер (bi=1,60), Триумф (bi=2,21). Эти образцы могут быть рекомендованы для выращивания на интенсивном агрофоне или в благоприятных условиях. Данные образцы формировали преимущественно семена среднего размера (в среднем 180-227 г). При этом в благоприятных условиях 2022 года масса 1000 семян у них варьировала от 220 до 261 г, однако в неблагоприятных условиях их масса существенно снижалась (на 83-98 г или 38%) и составила в 2020 году 137-163 г.

Таблица 1. Параметры экологической пластичности выделившихся образцов гороха овощного Table 1. Parameters of ecological plasticity of the isolated samples of vegetable peas

Образец	2018 г.	2019 г.	2020 г.	2021 г.	2022 г.	Lim (min÷max)	Среднее	bi	♦d2
Масса семян с растения, г
Неистощимый 195	7,4	8,3	5,2	7,2	9,3	5,2-9,3	7,48	0,54	0,37
Премиум	8,2	9,1	5,3	7,1	10,4	5,3-10,4	8,02	0,70	0,41
Крейсер	5,1	7,1	4,4	7,5	7,5	4,4-7,5	6,32	0,35	1,69
Совинтер	5,3	8,1	5,1	6,8	11,4	5,1-11,4	7,34	0,90	1,12
Триумф	7,2	7,6	2,6	6,5	11,7	2,6-11,6	7,12	1,15	1,45
Дарунок	6,3	6,5	2,7	3,9	9,7	2,7-9,7	5,82	0,98	0,55
Индекс условий (Ij)	-0,64	1,13	-2,87	-1,61	3,98	-	-	-	-
Lim (min÷max)	3,4-9,0	5,3-11,7	2,6-5,3	3,2-7,5	7,5-15,1	-	2,6-15,1	-	-
Среднее	6,5	8,2	4,2	5,5	11,1	-	7,1	-	-
НСР 05	0,78	0,99	0,51	0,66	1,33	-	0,85	-	-
Масса 1000 семян, г
Неистощимый 195	205	204	195	180	216	195-216	199	0,46	67,64
Премиум	276	284	254	269	312	254-312	279	0,83	57,31
Крейсер	175	205	137	164	220	137-220	180	1,30	91,30
Совинтер	186	219	153	160	248	153-248	193	1,60	73,81
Триумф	272	286	163	153	261	163-286	227	2,21	143,27
Дарунок	174	213	172	182	202	172-213	188	0,55	195,32
Индекс условий (Ij)	3,36	13,99	-28,61	-20,20	31,46	-	-	-	-
Lim (min÷max)	172-276	154-296	134-260	148-269	178-312	-	134-312	-	-
Среднее	207,6	218,2	175,6	184,0	235,7	-	204,2	-	-
НСР 05	24,91	26,18	21,07	22,08	28,28	-	24,51	-	-
			Количество семян		в бобе, шт.
Неистощимый 195	6	6	5	5	7	5-7	5,8	0,91	0,16
Премиум	8	9	7	7	9	7-9	8,0	1,05	0,30
Крейсер	6	7	5	6	7	5-7	6,2	0,93	0,12
Совинтер	7	8	6	6	7	6-8	6,8	0,62	0,57
Триумф	5	6	4	5	8	4-8	5,6	1,80	0,07
Дарунок	6	6	5	6	8	5-8	6,2	1,22	0,22
Индекс условий (Ij)	-0,27	0,40	-1,00	-0,33	1,20	-	-	-	-
Lim (min÷max)	4-8	5-9	4-7	4-7	6-9	-	4-9	-	-
Среднее	5,73	6,40	5,00	5,67	7,20	-	6,0	-	-
НСР 05	0,68	0,77	0,60	0,68	0,86	-	0,69	-	-

Рис. 4. Линии регрессии выделившихся образцов гороха овощного по массе семян с растения Fig. 4. Regression lines of the selected samples of vegetable peas by the weight of seeds per plant

Рис. 5. Линии регрессии выделившихся образцов гороха овощного по массе 1000 семян Fig. 5. Regression lines of the selected samples of vegetable peas by the weight of 1000 seeds

Рис. 6. Линии регрессии выделившихся образцов гороха овощного по числу семян в бобе

Fig. 6. Regression lines of the selected samples of vegetable peas by the number of seeds in the pod

Для производства консервов зеленого горошка рекомендуется использовать сорта со средней (170-200 г) и низкой массой 1000 семян (менее 150 г), сорта с высокой массой 1000 семян больше подходят для заморозки и сублимации [15-17]. Стабильно крупный размер семян имел сорт Премиум (279 г) с низким индексом пластичности (bi=0,83), причем, размер семян у него даже в экстремально засушливых условиях 2020 года снижался незначительно (на 58 г или 19%). Стабильно среднюю массу 1000 семян имели образцы: Неистощимый 195 (199 г) и Дарунок (188 г), в стрессовых условиях указанные образцы снижали массу 1000 семян несущественно (на 21-30 г или 10-15%).

Благоприятные условия для формирования количества семян в бобе сложились в 2022 году (Ij=1,20), наиболее стрессовые – в 2020 году (Ij=-1,00). К пластичным по числу семян в бобе следует отнести образцы Триумф (bi=1,80), Дарунок (bi=1,22), Премиум (bi=1,05). Эти образцы отзывчивы на улучшение условий выращивания. В благоприятных условиях 2022 года они формировали от 8 до 9 шт. семян в бобе, однако в неблагоприятных условиях число семян существенно снижалось (на 2-4 шт. или 22-50%) и составило в 2020 году 4-7 шт. Стабильными по числу семян в бобе следует считать образцы Крейсер (bi=0,93) и Совинтер (bi=0,62) со слабой изменчивостью признака по годам (на 1-2 шт. или 14-29%). Остальные образцы показали соответствие изменения признака изменению условий среды.

Угол наклона линий регрессии дает представление о том, как разные генотипы реагируют на изменения условий выращивания по сравнению со средней величиной. Образцы, у которых линии регрессии высоко поднимаются в правой части графика (наиболее благоприятные условия для произрастания) обладают высокой селекционной ценностью, так как это свидетельствует об их высокой отзывчивости. В то же время, в условиях стресса они незначительно снижаются в левой части графика (рис. 4-6). Так, согласно графику, пластичными следует считать образцы:по массе семян с растения – Триумф (bi=1,15); по массе 1000 семян – Триумф (bi=2,21), Совинтер (bi=1,60); по числу семян в бобе – Триумф (bi=1,80), Дарунок (bi=1,22), Премиум (bi=1,05).

Линии регрессии стабильных генотипов характеризуются небольшим углом наклона, что позволяет рассматривать их как наиболее климатически устойчивые. Эти образцы обеспечивают стабильность реализации фенотипических значений признака в разных условиях среды, как благоприятных, так и стрессовых: по семенной продуктивности – Совинтер (bi= 0,90), Премиум (bi= 0,70), Неистощимый 195 (bi=0,54); по массе 1000 семян – Премиум (bi= 0,83) с крупными семенами, Неистощимый 195 (bi=0,46) и Дарунок (bi=0,55), со средним размером семян;по числу семян в бобе – Совинтер (bi=0,62).

Выводы

Об авторах:

Svetlana P. Kuzmina – Cand. Sci. (Agriculture),

Associate Professor of the Department of Agronomy,

Breeding and Seed Production ,

Scopus ID 57196257148,

Nina G. Kazydub – Dr. Sci. (Agriculture),

Professor of the Department of Horticulture,

Forestry, and Plant Protection, ,

ISSN 2618-7132 (Online) Овощи России №6 2025

[ 119

Vegetable crops of Russia №6 2025 ISSN 2072-9146 (Print)