Пластичность и стабильность ярового овса по урожайности и массе 1000 зерен

Введение. Знание потенциала адаптивности сортов необходимо для правильного их размещения во всех почвенно-климатических зонах. Для его оценки используются параметры экологической пластичности и стабильности [1]. По A.D. Bradshaw, пластичность – способность генотипа изменять величину признаков в разных условиях выращивания, а стабильность – отсутствие пластичности [2].

По утверждению Д.Н. Прянишникова и И.В. Якушкина [3], овес – не культура сухих районов. Исследованиями Л.П. Байкаловой, О.А. Долговой [4] установлено, что в Красноярском крае максимальная урожайность овса формируется в лесостепи Причулымья. В связи с этим он в районах с большим недостатком летних осадков заменяется ячменем. Кроме того, вегетационный период у овса длиннее, чем у ячменя. Это является причиной того, что его северные границы располагаются южнее ячменных. С учетом вышесказанного, зная пластичность и стабильность сорта, можно отодвинуть границы распространения как сорта, так и культуры в целом. Для этого надо учитывать климатические условия в регионе, в котором предполагается внедрение сорта (культуры). Например, в регионе с недостатком летних осадков можно начать выращивать сорт, способный давать в указанных условиях не менее высокие урожаи, чем в регионе с достаточным их количеством.

Цель исследования . Оценить способность современных сортов овса давать одинаково высокие урожаи и массу 1000 зерен в условиях интенсивного земледелия в лесостепи Красноярского края в различных метеоусловиях.

Задачи: вычислить экологическую пластичность сортов овса по урожайности зерна и массе 1000 зерен; вычислить стабильность сортов овса по урожайности зерна и массе 1000 зерен.

Объекты и методы исследования. Полевые исследования проводились на полях конкурсного сортоиспытания Уярского государственного сортоиспытательного участка в 2017– 2019 гг. в Красноярской лесостепи Красноярского края – в соответствии с методикой госсорто-испытания [5]. Почва – выщелоченный чернозем. Предшественник – пшеница яровая. Опыты закладывались в 4-кратной повторности с рен-домизацией в пределах каждой из двух групп.

Учетная площадь каждой делянки – 25 м². Способ посева – рядовой. Коэффициент высева – 5,0 млн всх. зерен/га. Обработка почвы осуществлялась в соответствии с агротехническими правилами, принятыми для данной почвенноклиматической зоны. Вносились удобрения: куриный помет (60 т/га), Ν (44 т/га), Ρ 2 О 5 (52 т/га). Осуществлялось предпосевное протравливание семян, обработка посевов всех сельскохозяйственных культур инсектицидами и фунгицидами. В данной работе было задействовано 6 сортов ярового овса преимущественно красноярской селекции. Овес подразделяется на 2 группы: пленчатый (5 сортов) и голозерный (1 сорт – Голец).

Расчет коэффициента линейной регрессии (экологической пластичности) (bi), меры стабильности (s2d), индекса условий среды (Ij) осуществлялся по методике S.A. Eberhartet, W.A. Russell [6], стрессоустойчивость (У2-У1) – по методике Rossielle et Hamblin [7]. Индекс эко- логической пластичности (ИЭП) и индекс стабильности (L′) определялись по методике А.А. Грязнова (2000) [8]. Показатель уровня стабильности сорта (ПУСС) определялся по методике Э.Д. Неттевича, А.И. Моргунова, М.И. Максименко (1985) [9], коэффициент вариации (V) – по методике Б.А. Доспехова (1985) [10], а размах урожайности (d) – по В.А. Зыкину (1984) [11]. Гидротермический коэффициент (ГТК) рассчитывался по Г.Т. Селянинову [12]. Расчеты выполнены с помощью компьютерной программы «Excel» из офисного пакета программ MicrosoftOffice методом введения в соответствующие ячейки формул, используемых для расчета данных параметров.

Метеоусловия лет испытания отличались друг от друга. Самой прохладной декадой была 2-я декада мая (7,5 °С), а самой теплой – 3-я декада июня (21,4 °С) (рис. 1).

^^^^^^^2017 ^^^^^м2018  ^^^^^м2019

Рис. 1. Подекадный ход температур вегетационного периода на Уярском ГСУ в 2017–2019 гг., °С

Осадков меньше всего было в 1-й декаде июня (4,4 мм), а больше всего – во 2-й декаде августа (40,1 мм) (рис. 2).

Гидротермический коэффициент (ГТК) был наименьшим в 1-й декаде июня (0,3), а наибольшим – во 2-й декаде августа (2,5) (рис. 3).

Засушливые условия сложились в 2018 г., когда осадков не было на протяжении 33 дней – с 17 июня по 19 июля (если судить по внешнему виду растений). Хотя на самом деле было 2 сухих периода – 17 и 13 дней. Осадки 4 и 6 июля (4,0 и 6,0 мм соответственно) фактически не принесли улучшения ситуации, то есть растения их просто не заметили. Кроме июня-июля 2017 г. засушливые условия отмечались в августе 2018 г. и августе 2019 г.

Индекс условий среды по годам был различным (рис. 4).

^^^ш2017 ^^^^^м2018 ^^^^в2019

Рис. 3. Гидротермический коэффициент вегетационного периода на Уярском ГСУ в 2017–2019 гг.

-2

-4

Рис. 4. Индекс условий среды для урожайности и массы 1000 зерен овса

По урожайности У1 соответствовал 2017 г., У2 – 2019 г. По массе 1000 зерен сложилась обратная ситуация: У1 соответствовал 2019 г., У2 – 2017 г. При этом погодные условия лет исследований в целом соответствовали требованиям биологии исследуемой культуры.

Результаты исследования и их обсуждение. Наибольшая урожайность в среднем за годы исследований отмечена у сортов Тубин- ский, Аргумент и Саян. У этих же сортов среднемноголетняя урожайность в контрастные годы также выше, чем у остальных исследуемых сортов. При этом стоит отметить тот факт, что в контрастные годы урожайность больше среднемноголетней у сортов Саян, Сиг и особенно Урал 2. У последнего разница составляет 0,38 т/га (табл. 1).

Таблица 1

Сорт	2017	2018	2019	Средняя	(У1+У2)/2
Тубинский (станд.)	4,26	4,32	3,03	3,87	3,65
Аргумент	3,88	4,43	3,18	3,83	3,53
Голец	2,50	3,28	2,41	2,73	2,46
Саян	3,62	3,13	3,76	3,50	3,69
Сиг	3,40	3,30	3,39	3,36	3,40
Урал 2	3,66	2,23	3,10	3,00	3,38
НСР 05 А				0,19
НСР 05 В				0,14
НСР 05 А×В				0,33

Урожайность сортов овса ярового, т/га

Максимальная масса 1000 зерен формировалась у сортов Аргумент, Урал 2 и Саян; у них же она была больше и в контрастные годы ((У1+У2)/2) (табл. 2). У сортов Тубинский, Голец и Саян данный параметр наибольшим был в контрастные годы в сравнении со средней за годы исследований.

Таблица 2

Масса 1000 зерен сортов овса ярового, г

Сорт	2017	2018	2019	Средняя	(У1+У2)/2
Тубинский (станд.)	37,2	37,5	42,9	39,20	40,05
Аргумент	42,9	49,8	48,8	47,17	45,85
Голец	29,1	27,7	30,6	29,13	29,85
Саян	45,0	44,3	44,9	44,73	44,95
Сиг	39,8	47,5	45,2	44,17	42,50
Урал 2	41,4	47,2	50,6	46,40	46,00
НСР 05 А				10,67
НСР 05 В				7,55

Наибольшей стрессоустойчивостью (У2-У1) по урожайности зерна обладают сорта Голец, Саян, Сиг. Наиболее высокую и стабильную урожайность в различных условиях среды формируют сорта Тубинский, Аргумент и Саян. ИЭП был рассчитан по формуле

УС 1 УС 2 УС n

ИЭП= ^СУО 1 СУО 2 СУО n

, где УС – урожайность сорта; СУО – средняя урожайность всех сортов в опыте; 1, 2 и т.д. – число опытов.

Коэффициент вариации (V) – стандартное отклонение, выраженное к средней арифметической данной совокупности. Незначительная изменчивость урожайности (V) у сортов Саян и Сиг. Из остальных сортов только у сорта Урал 2 она превысила 20%-й рубеж (табл. 3).

Очень высокую отзывчивость на изменения условий выращивания в условиях интенсивной технологии показали сорта Тубинский и Аргумент. В противоположность им остальные сорта проявили себя как слабоотзывчивые. Такие сорта считаются наиболее адаптированными к изменениям условий выращивания благодаря тому, что bi у них меньше 1 [13]. В целом по урожайности в интенсивных условиях возделывания наиболее пластичными были сорта Аргумент, Саян, Сиг.

Таблица 3

Сорт	У2-У1	ИЭП	V	bi
Тубинский (станд.)	-1,23	1,138	18,813	3,289
Аргумент	-0,70	1,129	16,358	2,251
Голец	-0,09	0,807	17,525	0,811
Саян	0,14	1,041	9,443	-0,730
Сиг	-0,01	0,997	1,638	-0,047
Урал 2	-0,56	0,887	24,046	0,426

Пластичность сортов ярового овса по урожайности

ПУСС позволяет одновременно учитывать уровень и стабильность урожайности и характеризует способность отзываться на улучшение условий выращивания, а при их ухудшении поддерживать достаточно высокий уровень продуктивности. ПУСС вычисляется умножением средней урожайности сорта на индекс стабиль- ности (L'). Его, в свою очередь, рассчитывают делением средней урожайности сорта на коэффициент вариации (V). Чем выше ПУСС – тем стабильнее сорт. Наиболее стабильные урожаи, по данным L'(индекс стабильности), формировали Сиг, Саян и Аргумент (табл. 4).

Таблица 4

Сорт	L'	ПУСС	d	S2d
Тубинский (станд.)	0,206	0,796	29,861	1,060
Аргумент	0,234	0,897	28,217	0,785
Голец	0,156	0,425	26,524	0,458
Саян	0,371	1,300	16,755	0,219
Сиг	2,054	6,908	2,655	0,006
Урал 2	0,125	0,373	39,071	1,038

Стабильность сортов ярового овса по урожайности

Они же проявили высокую способность формировать довольно высокие урожаи независимо от условий выращивания. Голец, Саян, а особенно Сиг, проявили себя как сорта, способные давать стабильные урожаи в различных условиях выращивания. У них же мера стабильности (S2d) имеет наименьшую величину, что свидетельствует об их высокой приспособленности к ухудшению условий выращивания. Аргумент, Голец, Саян и Сиг показали общую способность формировать стабильно высокие урожаи (табл. 4).

Голец, Саян, Сиг показали наибольшую стрессоустойчивость по массе 1000 зерен. Бо- лее высокая экологическая пластичность была у сортов Аргумент, Саян, Урал 2, изменчивость массы 1000 зерен не превысила 10 % у всех сортов, кроме Урала 2 (табл. 5). Соответственно, у овса масса 1000 зерен преимущественно имеет незначительную величину. Это отчасти подтверждают результаты исследований, проведенных на Канском государственном сортоиспытательном участке в 2008–2011, 2013–2016 гг., где данный показатель не превышал 11,1 % в условиях экстенсивного земледелия [14].

Пластичность сортов ярового овса по массе 1000 зерен

Таблица 5

Сорт	У2-У1	ИЭП	V	bi
Тубинский (станд.)	-5,70	0,938	8,183	1,068
Аргумент	-5,90	1,128	7,905	1,424
Голец	-1,50	0,698	4,978	0,209
Саян	0,10	1,073	0,846	-0,052
Сиг	-5,40	1,056	8,949	1,371
Урал 2	-9,20	1,108	10,026	1,981

Коэффициент линейной регрессии сортов Тубинский, Аргумент, Сиг, Урал 2 позволяет сделать вывод: данные сорта способны формировать высокую массу 1000 зерен в лучших условиях и резко снижать ее в худших. Голец и Саян, наоборот, лучше приспособлены к ухудшению условий выращивания.

По массе 1000 зерен как наиболее пластичные себя показали сорта Аргумент, Голец и Саян.

По всем показателям стабильности вне конкуренции был Саян. По индексу стабильности остальные сорта показали приблизительно одинаковые результаты. По ПУСС несколько лучший результат среди остальных сортов показал Аргумент (табл. 6).

Таблица 6

Сорт	L'	ПУСС	d	S2d
Тубинский (станд.)	4,790	187,781	13,287	8,036
Аргумент	5,966	281,414	13,855	5,479
Голец	5,852	170,497	9,477	3,725
Саян	52,855	2364,396	1,556	0,256
Сиг	4,935	217,970	16,211	10,568
Урал 2	4,628	214,746	18,182	0,103

Стабильность сортов ярового овса по массе 1000 зерен

Размах массы 1000 зерен, кроме Саяна, меньше 10 % только у голозерного сорта Голец. У других сортов он существенно превышает 10%-й уровень. Только по мере стабильности Саян уступил звание лучшего сорту Урал 2. У последнего фактическая масса 1000 зерен меньше отличалась от теоретически возможной, чем у Саяна. S2d показывает отклонение фактических показателей от теоретически возможных (рассчитываемых на основе средней величины сорта и индекса среды). Чем этот показатель ближе к нулю, тем отклонение факта от теории меньше. По параметрам стабильности величины массы 1000 зерен Аргумент, Голец, Саян показали лучший результат. Это говорит о том, что они могут формировать крупную массу 1000 зерен стабильно в любых условиях. Особенно это касается Саяна.

Выводы. Выявлены наиболее пластичные и стабильные сорта ярового овса в Красноярской лесостепи при возделывании их по интенсивной технологии:

• 1)    наиболее пластичными по урожайности зерна сортами ярового овса являются Аргумент, Саян, Сиг. К самым пластичным сортам ярового овса по массе 1000 зерен относятся Аргумент, Голец, Саян;

• 2)    стабильно формируют высокую урожайность и массу 1000 зерен сорта ярового овса Аргумент, Голец и Саян.