Оценка сортов фасоли овощной на адаптивность и клубенькообразующую способность в условиях лесостепи Приобья

УДК 635.652.2:631.526.32-048.24(571.1)

2023;(2):35-40.

Forcitations: Yakubenko O.E., Parkina O.V., Wang Zh., Nguyen N.T. Evaluation of green beans (Phaseolus vulgaris) varieties for adaptability and noble-forming ability in the conditions of the forest-steppe of Western Siberia. Vegetable crops of Russia. 2023;(2):35-40. (In Russ.)

Зернобобовые культуры обладают уникальной способностью вступать в симбиотические отношения с клубеньковыми азотфиксирующими бактериями и с помощью этого ассимилировать азот воздуха [1].

Образование клубеньков – результат сложной последовательности явлений, начинающихся вне корня. Процесс заражения происходит через корне- вые волоски и может зависеть как от генетических особенностей сорта, так и от периода, протекающего до заражения и скорости роста клубеньков [2].

В последние годы стало актуальным заниматься экологическим земледелием, в результате чего происходит восстановление биологических ресурсов почвы [3]. Включение фасоли обыкновенной в севооборот может улучшить физические свойства и структуру почвы – на ее корнях развиваются клубеньковые бактерии, которые способны накапливать до 60 кг/га биологического азота в почве за год [4, 5]. По данным исследований наблюдается увеличение урожайности зерновых культур без внесения дополнительных минеральных азотных удобрений после возделывания фасоли [6]. Пожнивные остатки культуры улучшают биологические процессы в почве,уси-ливают ферментативную активность и доступность питательных веществ, способствуют повышению плодородия почвы.

Для снижения затрат и повышения качества конечной продукции необходимо поддерживать высокоэффективные растительно-микробные системы в агроценозах путем селекции новых сортов фасоли с высокой клубенькообразующей способностью. Это перспективное направление позволит контролировать эффективность накопления биомассы растений и качество сельскохозяйственной продукции. Поиск источников с высокой способностью к образованию клубеньков позволит использовать их в селекции для создания сортов,не требующих применения высоких доз азота.

Основным фактором, влияющим на интенсификацию производства в сельском хозяйстве, является совершенствование существующих и создание новых сортов на основе внедрения эффективных методов селекции и разнообразия исходного материала [7].

При отборе лучших генотипов для создания нового сорта необходимо учитывать экологические особенности региона выращивания [8]. Оценка адаптивности и стабильности форм позволит подобрать родительские пары, наиболее полно реализующие генетический потенциал продуктивности, способные решить основные проблемы экологического земледелия за счет формирования азотфиксирующих клубеньков [9,10].

Цель исследования – оценить сорта фасоли овощной разного эколого-географического происхождения на адаптивность и клубенькообразующую способность в условиях лесостепи Приобья.

Материалы и методы

В 2018-2020 годах была проведена оценка сортов фасоли овощной разного эколого-географического происхождения на адаптивность и клубенькообразующую способность – Золушка, Морена, Магура, Солнышко, Ника, Кормилица.

Сорт стандарт – Солнышко, селекции Новосибирского ГАУ и СибНИИРС. Среднеспелый, характеризуется детерминантным кустовым типом стебля, высота растения варьирует от 45 до 50 см. Техническая спелость у сорта наступает через 50-55 суток с момента появления полных всходов. Окраска цветков белая,размер средний.В технической спелости бобы слабоизогнутые, светло-желтой окраски с округлым поперечным сечением, без волокна и пергаментного слоя, длина до 14 см, высота прикрепления нижнего боба до 12 см. Товарная урожайность бобов достигает 20,0 т/га.

Исследования проводили на территории п. Мичуринский (левый берег г.Новосибирска)и УПХ «Сад Мичуринцев» (правый берег г. Новосибирска) по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [11]. Поля опытных участков по периметру окружены лесозащитной полосой.

Норма высева – 22 шт./м2. Схема посева 70х6 см. Уход за растениями проводили вручную.

Почва опытного участка п. Мичуринский – выщелоченный чернозем, содержание гумуса 3,5%, Р2О5 – 57 мг/100 г, К 2 О – 20,5 мг/100 г, pH – 6,1 [12].

Почва опытного участка УПХ «Сад Мичуринцев» – серая лесная. Содержание гумуса в пахотном горизонте 3,0…3,2%, азота нитратного – 2,4…4,2 мг/кг, азота аммиачного – 14,2…15,9 мг/кг, подвижного фосфора – 272…307 мг/кг, обменного калия – 88…100 мг/кг почвы [13].

Фенологические наблюдения и морфологическое описание фасоли овощной проводили по общепризнанным методикам в соответствии с методическими указаниями «Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых ВИР: пополнение, сохранение и изучение» и «Изучение образцов мировой коллекции фасоли» [14, 15]. Морфологические параметры растений учитывали дважды за вегетацию – в периоды массового цветения и технической спелости.

Для оценки клубенькообразующей способности и продуктивности растений фасоли в фазу цветения и плодообразования проводили биометрические измерения: число, размер и окраска клубеньков, площадь листовой поверхности, биомасса растений [16].

Показатель экологической пластичности рассчитывали по методике S.A. Eberhart и W.A. Russell [17], подробно описанной в работе О.С. Корзун и А.С. Бруйло [18]. Оценку параметров адаптивности проводили по основным методикам [17, 18, 19].

Учет бобов проводили в фазу технической спелости с фиксированных растений [20].

Математическую обработку данных проводили при помощи программного обеспечения Statistica и Snedecor [21].

Метеорологические условия в годы исследований различались гидротермическим режимом по сравнению со среднемноголетними показателями климатической зоны, что позволило оценить адаптивный потенциал сортов.

Таблица 1. Оценка пластичности и стабильности сортов фасоли овощной Table 1. Evaluation of plasticity and stability of green bean varieties

Сорт	Число бобов с растения			Масса бобов с растения			Масса одного боба			Урожайность бобов
	Xi, шт.	bi	Sgi, %	Xi, г	bi	Sgi, %	Xi, г	bi	Sgi, %	Xi, т/га	bi	Sgi, %
Солнышко – ст.	44	0,6	3,5	211,3	1,1	25,9	4,1	0,9	9,4	17	0,4	3,7
Ника	39	1,4	9,7	169,8	1,9	33,8	5,2	0,7	3,0	15	0,6	14,7
Кормилица	38	0,5	1,1	208,4	1,3	25,9	5,5	0,8	5,3	15	0,7	16,4
Морена	34	1,2	6,5	131,9	-1,7	41,4	4,4	0,9	8,4	13	1,1	18,0
Магура	25	1,5	11,8	95,1	-2,9	56,7	4,8	1,5	14,3	9	1,6	31,2
Золушка	47	1,3	9,3	242,8	1,8	18,7	5,2	-1,3	7,8	16	0,6	9,9

Примечание: Xi – среднее значение признака; bi – коэффициент регрессии; Sgi – относительная стабильность сорта

Результаты и их обсуждение

Проведена оценка сортов коллекции Федерального научного центра овощеводства (Золушка, Морена, Магура) и сибирской селекции (Солнышко, Ника, Кормилица) на адаптивность и клубенькообразующую способность.

Изучение адаптивности и стабильности сортов позволяет обосновать и подобрать отдельные элементы технологии выращивания культур с учетом их сортовой особенности в конкретной почвенноклиматической зоне [22]. Главным условием для создания высококачественного сорта является сочетание в нем экологической пластичности,ста-бильности и продуктивности [23].

Продуктивность сортов – сложный признак,кото-рый определяется массой бобов с растения и зависит от составляющих элементов: числа бобов с растения и массы одного боба.

Относительная стабильность генотипа (Sgi) выступает важным параметром при селекции культур на адаптивность [22]. Изучаемые сорта по числу бобов на растении и массе одного боба характеризовались наибольшей стабильностью. По числу бобов с растения выделены стабильные сорта: Кормилица, Солнышко, Морена, Золушка, Ника; по массе одного боба – Ника, Кормилица, Золушка, Морена, Солнышко. По массе бобов с растения средняя стабильность отмечена у сорта

Рис. 1. Связь ОАС и СЦГ по числу бобов с растения

Fig. 1. Relationship between the General adaptive ability and the breeding value of the genotype by the numberofpods perplant

OACi                           СЦП

Рис. 2. Связь ОАС и СЦГ по массе бобов с растения

Fig. 2. Relationship between the Generaladaptive ability andthe breeding value of the genotype by the mass of beans perplant

Золушка. По урожайности сорта Солнышко и Золушка отличались высокой стабильностью, средней – сорта Ника и Кормилица.

Коэффициент регрессии позволяет оценить экологическую пластичность и характеризует общую тенденцию изменений урожайности сорта. Установлено,что высокая отзывчивость на улучшение условий произрастания отмечена у сортов Морена и Магура. (табл. 1).

Параметр общей адаптивной способности позволяет комплексно оценить сорта по параметрам адаптивности и продуктивности. Комплексный показатель селекционной ценности генотипа (СЦГ) позволяет выделить генотипы,сочетающие средовую устойчивость и продуктивность [23].

По признаку число бобов с растения сорта Золушка,Солнышко,Кормилица и Ника сочетали в генотипе высокие показатели селекционной ценности генотипа (СЦГi), общей адаптивной способности и стабильности (рис. 1).

По массе бобов с растения наибольшей селекционной ценностью генотипа и средней адаптивной способностью обладали сорта Солнышко, Кормилица и Золушка. Образцы являются ценными, т.к. способны обеспечить стабильные показатели признака в изменяющихся условиях. Наименьшая селекционная ценность генотипа и адаптивная способность наблюдалась у сорта Магура (рис. 2).

Высокие показатели общей адаптивной способности и селекционной ценности генотипа по урожайности зеленых бобов отмечались у сорта Солнышко; средние – у сортов: Ника, Золушка и Кормилица; низкая ОАС и средняя СЦГ – у сорта Морена; низкие ОАС и СЦГ – у сорта Магура (рис. 3).

Отмечено, что сорта Солнышко, Кормилица и Золушка (рис. 1, 2, 3) обладали высокими показателями общей адаптивной способности и селекционной ценности генотипа, что позволило отне-

Рис. 3. Связь ОАС и СЦГ по урожайности бобов

Fig. 3. Relationship between the Generaladaptive ability andthe breeding value of the genotype ofyield

Рис. 4. Характеристика сортов фасоли овощной:а – биомасса,г; б – число клубеньков,шт. Fig. 4. Characteristics ofvarieties ofvegetable beans:a – biomass,g; b – numberofnodules,pcs.

сти их к высокоадаптивным сортам.

Условия местопроизрастания оказывали влияние на формирование симбиотического аппарата фасоли овощной. Установлено, что высокая степень облиственности наблюдалась у сортов Морена и Магура на опытном поле п.Мичуринский, у сортов Золушка и Солнышко – УПХ «Сад Мичуринцев» (рис. 4а).

Потенциал клубенькообразования у сортов зависит от общего числа клубеньков на корнях растения (рис. 4б). Установлено, что общее число клубеньков на растении варьировало от 29 (Кормилица) до 66 шт. (Золушка). Коэффициент вариации составил 29%.

Активные клубеньки способны фиксировать в почву азот из атмосферы.Число активных клубеньков на растении варьировало от 9 шт. (Кормилица) до 49 шт. (Золушка). Коэффициент вариации – 34%.

Сорта Солнышко и Золушка характеризуются стабильной урожайностью и способностью формировать максимальное число активных клубеньков. Отмечена сильная положительная корреляция между признаками: число активных клубеньков – масса листьев, число активных клубеньков – урожайность зеленых бобов.

Заключение

При возделывании сельскохозяйственных культур необходимо учитывать особенности экологического земледелия для создания высокопродуктивных сортов фасоли овощной с сочетанием параметров адаптивности и клубенькообразующей способности.

По параметрам продуктивности выделены стабильные сорта: по числу бобов с растения Кормилица (1,1% ), Солнышко (3,5% ), Морена (6,5% ), Золушка (9,3% ), Ника (9,7% ); по массе одного боба – Ника (3,0% ), Кормилица (5,3% ), Золушка (7,8%), Морена (8,4%), Солнышко (9,4%); по урожайности – Солнышко (3,7 % ); по массе бобов с растения средняя стабильность отмечена у сорта Золушка (18,7%).

Сорта Солнышко, Кормилица и Золушка обладают высокими показателями общей адаптивной способности и селекционной ценности генотипа, что позволяет отнести их к высокоадаптивным сортам.

Установлена взаимосвязь между клубенькообразующей способностью, элементами продуктивности и формированием вегетативной массы фасоли овощной разного эколого-географического происхождения.

Сорта Солнышко и Золушка характеризуются стабильной урожайностью и способностью формировать максимальное число активных клубеньков.

Выявлена сильная зависимость между признаками: число активных клубеньков – масса листьев (r = 0,89), число активных клубеньков – урожайность зеленых бобов (r=0,85), число активных клубеньков – площадь листовой поверхности (r=0,76). Средняя положительная корреляция отмечена между параметрами число активных клубеньков и биомасса растения (r=0,66).

Сорта Солнышко и Золушка рекомендованы для включения в селекционные программы в качестве исходного материала по созданию адаптивных сортов фасоли овощной с высокой способностью к клубенькообразованию для условий лесостепи Приобья.

Об авторах:

Aboutthe Authors:

Olga E.Yakubenko – Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor, , Correspondence Author,

Oksana V. Parkina – Cand. Sci. (Agriculture), Associate Professor, ,