Урожайность и экологическая пластичность сортов гороха разных морфотипов по периодам сортосмены
Автор: Катюк Анатолий Иванович, Зубов Александр Егорович, Мадякин Евгений Викторович
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Генетика и селекция
Статья в выпуске: 5-3 т.16, 2014 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены результаты изучения сортов гороха разных морфотипов и периодов сортосмены. Дана оценка современным сортам гороха по урожайности зерна и стабильности ее формирования. Показано, что за последние 20 лет сортосмены урожайность зерна у современных сортов усатого и гетерофильного морфотипа увеличилась на 12 - 28%. Возросла адаптивность новых сортов к изменяющимся условиям среды.
Горох, адаптивность, морфотип, урожайность
Короткий адрес: https://sciup.org/148203420
IDR: 148203420
Текст научной статьи Урожайность и экологическая пластичность сортов гороха разных морфотипов по периодам сортосмены
Одной из ведущих зернобобовых культур в России и в Среднем Поволжье является горох. Однако, за последнее время посевные площади под ним сокращаются. Причин тому несколько: невостребованность культуры из-за сокращения потребности в концентрированных кормах животноводства; недостаточная технологичность к механизированной уборке (полегание, осыпание зерна в случае перестоя урожая, неравномерное созревание); низкая адаптивность вновь созданных сортов к экстремальным условиям среды (засуха, болезни, вредители).
В связи с удорожанием энергетических ресурсов возникает необходимость в сортах, не требующих интенсивной агротехники, которые способны при естественном достаточном уровне увлажнения и плодородии почвы формировать стабильные урожаи зерна по годам.
В реестр селекционных достижений РФ допущенных к использованию по Средневолжскому региону, включено 23 сорта гороха посевного из них: 1 – гетерофильного, 6 листочково-го и 16 усатого морфотипа. Практический интерес для производства и ценность для селекции представляют знания их адаптивных особенностей в разных условиях среды выращивания; влияния изменений в строении растений, произошедшие за последние 20 лет сортосмены, на урожайность зерна.
Материалы, методика исследований и климатические условия
Исследования проводились на полях Самарского НИИСХ в 2009-2012гг. Материалом для анализа послужили данные экологического испытания сортов гороха за 2009-2012гг. Сравнивали сорта трех морфотипов по периодам сортосмены в Среднем Поволжье (листочковый, усатый, гетерофильный). Первый период (80е годы) представлял листочковый сорт Новокуйбышевский (включен в реестр в 1988г), который до 1994 года в сортосети Самарской области был стандартом. Второй период (90е годы) представлял сорт усато-индетерминантного морфотипа Самарец, который до 2012 года Госкомиссией по сортоиспытанию Самарской области был принят за стандарт. Вновь созданных сортов в испытании было 8 (включены в реестр селекционных достижений РФ с начала 2000 годов). Усатый морфотип был представлен сортами: Самариус (индетерминантный тип роста стебля), Флагман 9 и Флагман 12 (детерминантный тип роста стебля), Флагман 10, Фокор, Фараон и Мадонна (стебель с укороченными междоузлиями). Гетерофильный морфотип или хамелеон (когда на растении в определенные его фазы развития образуются обычные листья, а затем усатые) представлял сорт Спартак.
Ежегодно испытуемый материал высевался на 2-х различных по предшественнику агрофонах (пар и овес). Учетная площадь делянки 25м2, повторность 4-6 кратная. Агротехника в опыте обычная, принятая для гороха в Самарской области.
Для характеристики состояния влагообеспе-ченности растений использовали гидротермический коэффициент (ГТК) по Селянинову [1]. Дисперсионный анализ урожайности зерна определяли по Б.А. Доспехову [2]. Оценку экологической адаптивности сортов проводили по апробированным методикам: коэффициент регрессии (bi) и индекс среды (i) определяли по S.A. Eberhart и др. [3], интерпретацию коэффициента регрессии определяли по Н. П. Скляровой и др. [4]; показатель уровня и стабильности урожайности сорта (Пусс) – по Э.Д. Неттевич и др. [5]; общую адаптивную способность (ОАС) и селекционную ценность генотипа (СЦГ) – по А. В. Кильчевскому и др. [6]. Расчеты проводили на ЭВМ, использовали пакет программ «AGROS».
Годы исследований по температурному режиму и влагообеспеченности существенно различались. Сильно и острозасушливыми были 2009 и 2010 годы (ГТК 0,4 и 0,2). Сравнительно мягкими условиями характеризовались 2011 и 2012 гг. (ГТК 1,1 и 0,9).
Результаты исследований
Анализ индексов среды (продуктивности среды выращивания сортов) показал, что из 8 агроэкологических фонов 5 – имели положительные значения, т.е., характеризовались как благоприятные. Один фон в 2009 году, где предшественником был пар, остальные 4 - в 2011 и 2012 гг.
Отрицательные значения индекса среды (неблагоприятные агроклиматические условия) отмечены на 3-х фонах в 2009 и 2010 гг.
Анализ урожайности зерна сортов гороха разных морфотипов показал рост ее по периодам сортосмены (Табл. 1). Так, в зависимости от морфотипа растения, достоверное превышение по сравнению с сортом Новокуйбышевский как в засушливые, так и во влажные годы отмечено: у группы сортов усато-короткостебельного типа на 20 – 24% (соответственно, засушливые 2009-2010гг. и влажные 2011 и 2012гг.); группы сортов усато-индетерминантного типа на 15%; и у сорта Спартак морфотипа хамелеон на 26-24%. Не уступали Новокуйбышевскому сорта усатого мор- фотипа детерминантной группы Флагман 9 и Флагман 12.
Таким образом, урожайность зерна за 20 лет сортосмены у современных сортов возросла на 0,2 - 0,5т/га или на 12 – 28%.
По сравнению с сортом Самарец за весь период изучения (2009-2012гг), достоверное превышение по урожайности зерна отмечено у сортов Фокор, Фараон и Спартак (на 0,2 – 0,3т/га или 11 – 15%). На одном уровне с Самарцем (2,5т/га) были Флагман 12 (2,06т/га), Мадонна (2,13т/га), Самариус (2,18т/га); уступал ему Флагман 9.
По параметрам адаптивности сортов к условиям среды выращивания выявлена неоднозначная реакция (Табл. 2). Высокая общая адаптивная способность ОАС (от 1 до 2,4) отмечена у большинства сортов усато-короткостебельной группы Флагман 10, Фараон, Фокор и у сорта Спартак гетерофильного морфотипа.
У последних трех, а также сорта Мадонна коэффициент регрессии (отзывчивость на среду) был выше 1 (от 1,26 до 1,11), т.е. эти сорта в благоприятные по климатическим условиям годы и на плодородных агрофонах формируют высокую урожайность зерна, резко ее, снижая при ухудшении условий.
Коэффициент регрессии равный 1 (от 0,9 до 1,01) отмечен у сортов Самарец, Самариус и Флагман 10. Такие сорта характеризуются высокой экологической пластичностью (Самарец включен в реестр по 4 регионам, Флагман 10 и Самариус - по 2). Урожайность зерна у них на хорошем агрофоне высокая, на низком – незначительно снижается.
Коэффициент регрессии ниже 1 (от 0,70 до 0,85) отмечен у усато-детерминантных сортов и листочкового Новокуйбышевский, т.е. они слабо отзываются на изменения факторов среды; в условиях интенсивного земледелия не могут достигать высоких результатов.
Таблица 1. Урожайность зерна сортов гороха разных морфотипов, т/га
Сорт |
Средняя за 2009-2010гг |
Средняя за 2011-2012гг |
Средняя за 2009-2012гг |
Листочковый морфотип |
|||
Новокуйбыше вский |
1,37 \ |
2,31 \ |
1,84 |
Усатый морфотип |
|||
Самарец |
1,52 |
2,59 |
2,05 |
Самариус |
1,64 |
2,73 |
2,18 |
Флагман 9 |
1,27 |
2,03 |
1,64 |
Флагман 12 |
1,73 |
2,40 |
2,06 |
Флагман 10 |
1,66 |
2,81 |
2,23 |
Мадонн а |
1,39 |
2,89 |
2,13 |
Фокор |
1,83 |
2,91 |
2,36 |
Фараон |
1,69 |
2,94 |
2,31 |
Гетерофильный м орфотип (хамелеон) |
|||
Спартак |
1,72 \ |
2,86 1 |
2,28 |
Таблица 2. Параметры адаптивности сортов гороха разных морфотипов
Сорт |
bi |
ОАС |
СЦГ |
Пусс |
Пусс |
Новокуйбыше вский |
0,85 |
-2,73 |
9,31 |
St |
45 |
Самарец |
0,90 |
-0,58 |
11,21 |
68 |
St |
Самариус |
0,99 |
0,72 |
11,75 |
76 |
68 |
Флагм ан 9 |
0,70 |
-4,64 |
8,09 |
39 |
35 |
Флагман 12 |
0,81 |
-0,52 |
11,26 |
69 |
62 |
Флагман 10 |
1,01 |
1,20 |
11,76 |
77 |
69 |
Мадонна |
1,26 |
0,21 |
8,17 |
54 |
49 |
Фокор |
1,11 |
2,53 |
12,40 |
86 |
78 |
Фараон |
1,18 |
2,01 |
11,15 |
76 |
68 |
Спартак |
1,19 |
1,81 |
10,76 |
73 |
65 |
Наиболее ценными для производства считаются те сорта, которые сочетают в себе высокую урожайность зерна и стабильность ее формирования по годам. Последние характеризуют показатели Пусс и СЦГ.
По сравнению с Новокуйбышевским, все сорта, кроме Флагман 9 и Мадонна, имели высокий Пусс (от 68 до 86), по сравнению с Самарцем у всех сортов снизилось значение рассматриваемого параметра от 45 до 78, а низкое значение Пусс имели Флагман 9, Мадонна и Новокуйбышевский.
Аналогичные данные получены и по другому комплексному показателю урожайности и стабильности ее формирования – СЦГ.
Следует сказать о сорте Флагман 9. Он уса-то-детерминантного морфотипа, семена неосы-пающиеся. Характеризуется скороспелостью, поэтому в годы, когда благоприятные климатические условия приходятся на более поздние календарные сроки, его потенциал урожайности не реализуется. Однако скороспелость может сыграть положительную роль в случае поздних засух, т.е. позволит пройти напряженный в отношении влаги период развития при сравнительно лучших условиях.
Флагман 9 пользуется спросом в производстве, как сорт пригодный к однофазной уборке и ценный по качеству зерна. Содержание белка в семенах достигает 30%, а сбор его с гектара посева – 5ц/га и в этом он превосходит возделываемые в области сорта.
Флагман 9 пригоден для выращивания в смесях со злаковыми культурами на фураж и сенаж, где показывает высокие урожаи [7]. На смену ему в реестр включен (с 2012г) аналогичный по мор-фотипу сорт Флагман 12, более урожайный, ценный по качеству зерна, пригодный к однофазной уборке и пластичный (допущен к использованию по 3-м регионам). Характерной особенностью его является начальный интенсивный рост стебля, что позволяет полнее использовать осенне-зимние запасы влаги в почве и обеспечивать тем самым сравнительно высокие и стабильные урожаи зерна.
Таким образом достаточно определённо проявляется основная тенденция – Селекция культуры на протяжении последних 20 лет двигалась в направлении качественной перестройки морфологии растений: уменьшение высоты стебля; изменение традиционного парноперестого листа на усатый и гетерофильный; компактное (верхушечное) формирование бобов на растение [8]
Выводы
Исследования показали, что за последние 20 лет сортосмены урожайность зерна у современных сортов усатого и гетерофильного морфоти-па увеличилась на 12 – 28%. Возросла адаптивность новых сортов к изменяющимся условиям среды.
Рост урожайности зерна и стабильность ее формирования по годам у современных сортов связана с морфологической адаптацией, приспособлением к неблагоприятным условиям среды.
Селекция культуры на протяжении последних 20 лет двигалась в направлении качественной перестройки морфологии растений: уменьшение высоты стебля; изменение традиционного парноперестого листа на усатый и гетерофильный; компактное (верхушечное) формирование бобов на растение. Данные признаки позволили повысить семенную продуктивность, устойчивость к полеганию и как следствие урожайность зерна и технологичность при уборке.
Селекционную ценность и практическую значимость для производства представляет для Среднего Поволжья новый морфотип гетерофильный (хамелеон). Поэтому Самарский НИИСХ ведет селекцию в этом направлении.
Список литературы Урожайность и экологическая пластичность сортов гороха разных морфотипов по периодам сортосмены
- Селянинов, Г.Т. Требования пшеницы к климату/Г.Т. Селянинов//Тр. по прикл. бот. ген. и сел./ВИР. Т. 32, вып. 2 Л., 1960. -С. 192-193.
- Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта/Б.А. Доспехов. -М., Колос, 1985. -351с.
- Eberhart, S. Stability parameters for comparing varieties/S. Eberhart, W. Russel.//Crop. Sci. -1966. -v 6. №1. -P. 36-42.
- Склярова, Н.П. Характеристика новых сортов картофеля по параметрам пластичности и стабильности/Н.П. Склярова, А.В. Жарова//Селекция и семеноводство. -1998. -№ 2. -С. 18-23.
- Неттевич, Э.Д. Повышение эффективности отбора яровой пшеницы на стабильность урожайности и качества зерна/Э. Д. Неттевич, А.И. Моргунов//Вестник. с.-х. науки. -1985. -№ 1 -С. 66-73.
- Кильчевский, А. В., Метод оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды/А.В. Кильчевский, Л.В. Хотылева.//Генетика. -1985. -Т. 21. -№9. -С. 1481-1497.
- Васин В.Г. Зернобобовые культуры в чистых и смешанных посевах на зерносенаж и зернофураж для создания полноценной кормовой базы в Самарской области/В.Г. Васин, А.В. Васин.//Зернобобовые и крупяные культуры. Всероссийский науч. произв. журнал./Орел. -2012.-№ 2. -С. 87-98.
- Зубов, А.Е. Урожайность сортов гороха различного морфотипа/А.Е. Зубов, А.И. Катюк.//Достижения науки и техники АПК. -2005. -№ 9. -С. 12-14.