ПАРАМЕТРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ СОРТООБРАЗЦОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО В УСЛОВИЯХ СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Дыцкова Т.А.¹, Рекашус Э.С.², Прудников А.Д.³, Конова А.М.¹, Курдакова О.В.⁴

¹Кандидат сельскохозяйственных наук, Смоленская государственная областная сельскохозяйственная опытная станция им. А.Н. Энгельгардта, ²Кандидат сельскохозяйственных наук, Смоленский научно-исследовательский институт сельского хозяйства, ³Доктор сельскохозяйственных наук, профессор, Смоленская государственная сельскохозяйственная академия, ⁴Смоленская государственная областная сельскохозяйственная опытная станция им. А.Н. Энгельгардта

ПАРАМЕТРЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ СОРТООБРАЗЦОВ КЛЕВЕРА ЛУГОВОГО В УСЛОВИЯХ СМОЛЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация

Клевер луговой является неотъемлемой частью системы кормопроизводства Смоленской области. В последние годы доля этой культуры в травосмесях, используемых в заготовке кормов для животноводства в регионе, очень низкая из-за использования семян неадаптированных к условиям региона сортов. В статье рассмотрена сравнительная оценка адаптивной способности перспективных сортообразцов клевера лугового для использования наилучших в селекционном процессе.

Ключевые слова: клевер луговой, сортообразец, экологическая пластичность, стабильность, селекционная ценность генотипа, продуктивность.

Dyckova T.A.¹, Rekashus E.S.², Prudnikov A.D.³, Konova A.M.¹, Kurdakova O.V.⁴

¹PhD in Agriculture, Engelgardt Smolensk State Regional Agricultural Experimental Station, ²PhD in Agriculture, Smolensk Research Institute of Agriculture, ³PhD in Agriculture, professor, Smolensk State Agricultural Academy, ⁴Engelgardt Smolensk State Regional Agricultural Experimental Station

ECOLOGICAL PLASTICITY AND STABILITY OF THE RED CLOVER SAMPLES IN THE SMOLENSK REGION

Abstract

Red clover is part of fodder production Smolensk region. However, in recent years the proportion of clover in mixtures is very low. This is due to low resistance of clover. To solve this problem made assessment of the adaptive capacity of promising red clover samples for the best in selection.

Keywords: red clover, sample of variety, ecological plasticity, stability, genotype breeding value, productivity.

Эффективность и устойчивость кормовой базы молочного скотоводства напрямую связана с заготовкой качественных травянистых кормов. Важнейшую роль в этом производственном процессе играют многолетние бобовые травы. За период 2012-2015 гг. сотрудниками ФГБНУ Смоленского НИИСХ было проведено исследование качества травянистых кормов в хозяйствах, специализирующихся на племенном животноводстве. Установлено, что среди обследованных партий сена на долю бобовых и бобово-злаковых травосмесей приходилось не более 6,7%, силоса – 42,9%, сенажа – 55,6% [1]. Следовательно, злаковые травостои преобладали. При этом доля неклассных кормов варьировала в пределах 20,0-87,4% с содержанием сырого протеина в кормах на основе злаковых трав 34-97 г/кг. Значит, потребность в расширении посевов трав семейства бобовые, в том числе клевера лугового, по-прежнему сохраняется. Вместе с тем, Смоленская область характеризуется значительным варьированием почвенного плодородия и изменчивостью погодных условий. Так, по данным ФГБУ ГСАС «Смоленская», коэффициент вариации (по Доспехову Б.А. [2]) степени кислотности солевой вытяжки почв пашни 90,1%. Обеспеченность полевых культур подвижными соединениями фосфора и калия также варьирует значительно – на 86,7 и 66,0% соответственно. Аналогичным образом характеризуется изменчивость уровня содержания органического вещества – 52,1%. Погодные условия вегетационных периодов в 2007-2012 гг. характеризовались контрастностью. Если оценивать вклад различных факторов (по Рокицкому П.Ф. [3]) в температурный режим за этот период на основе наблюдений 8 метеостанций Смоленской области, то влияние климатических особенностей года составило 46,9%, погодных условий месяца – 43,8%, взаимодействие этих факторов было тоже статистически достоверно (8,5%). На долю прочих факторов приходился незначительный процент влияния – 0,8. Совсем иная картина обстояла с суммой осадков за вегетационный период. На долю климатических особенностей года приходилось 13,0%, условий месяца – 11,1%, взаимодействия этих факторов – 37,5%. Прочие факторы оказывали схожий процент влияния – 38,5. Из-за того, что в одной и той же сельскохозяйственной организации могут быть весьма контрастные условия возделывания, для нужд кормопроизводства Смоленской области необходим подбор сортов бобовых трав, обладающих различными характеристиками. Не менее важным фактором, учитываемым в селекционном процессе, должна стать высокая специфическая адаптивная способность, т.е приспособленность к конкретным агроклиматическим особенностям местности. И, наконец, большой востребованностью обладают сорта, сочетающие относительно высокие параметры пластичности и стабильности (т.е. обладающие высоким показателем селекционной ценности генотипа), что позволяет более уверенно рекомендовать их большому числу товаропроизводителей с различными условиями для получения положительного производственного эффекта. Особое внимание следует уделять устойчивости клевера лугового к болезням, поскольку в условиях области он поражается как минимум 6 видами пятнистостей и 2 видами корневых гнилей [4], что является причиной снижения эффективности производства кормов из-за снижения урожайности и потери качества в средней и сильной степени [5]. Именно этот фактор обосновывает недостаточную селекционную ценность многих сортов [6]. Изучение коллекции из 22 сортов и сортообразцов клевера лугового (таблица 1) в Смоленской государственной областной сельскохозяйственной опытной станции им. А.Н. Энгельгардта (Смоленская ГОСХОС) за период с 2002 по 2012 гг. позволяет выделить генотипы для различных потребностей кормопроизводства Смоленщины.

Таблица 1 – Изучаемые сорта и сортообразцы клевера лугового

Примечание. ВИР – Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова; ВНИИ кормов – Всероссийский научно-исследовательский институт кормов им. В.Р. Вильямса; Белогорка – Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Белогорка»; 2n – диплоидный; 4n – тетраплоидный.

Оценка сортов и сортообразцов проводилась по урожайности зеленой массы в первый год пользования посевами в рамках конкурсного сортоиспытания. Посев диплоидных двуукосных вариантов осуществлялся в 2009, 2010 и 2011 году; тетраплоидных двуукосных – в 2002, 2003, 2004 и 2005 году; диплоидных одноукосных – в 2009 и 2010 году. Повторность каждой закладки опытов четырехкратная. Параметры почвенного плодородия по результатам последнего агрохимического обследования представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Почвенные условия конкурсного испытания

Статистическую оценку различий урожайности зеленой массы по двухфакторной схеме (где фактор А – погодные и почвенные условия, фактор Б – изучаемый сорт или сортообразец) выполняли по Доспехову Б.А. [2]. Оценку экологической пластичности проводили по Eberhart S.A. и Russell W.A. [7]. Параметры стабильности и селекционной ценности изучаемых вариантов рассчитывали по Кильчевскому А.В. и Хотылевой Л.В. [8, 9].

Дисперсионный анализ продуктивности диплоидных одноукосных вариантов, в среднем за период 2010-2011 гг., не выявил статистически значимых различий (табл. 3).

Таблица 3 – Продуктивность клевера лугового одноукосного диплоидного первого года пользования (в среднем за 2010-2011 гг.)

Из 8 тетраплоидных двуукосных сортов и сортообразцов клевера лугового конкурсное испытание прошли 3 варианта (табл. 4). Их урожайность находилась на уровне стандарта.

Таблица 4 – Продуктивность клевера лугового двуукосного тетраплоидного первого года пользования (в среднем 2003-2006 гг.)

Из 7 диплоидных двуукосных вариантов клевера лугового от начала до конца конкурсного испытания прошли 6 (табл. 5).

Таблица 5 – Параметры адаптивной способности клевера лугового двуукосного диплоидного первого года пользования (2010-2012 гг.)

Примечание. ОАС_i (V_i) – эффект общей адаптивной способности; САС_i – специфическая адаптивная способность; S_gi – относительная стабильность сорта; b_i – коэффициент регрессии генотипа на среду (пластичность); СЦГ_i – селекционная ценность генотипа.

По результатам статистической оценки была установлена достоверность различий между испытуемыми вариантами в среднем за три года на уровне значимости 0,05. Сортообразец К-7 был достоверно менее продуктивным по сравнению со стандартом на 15,0%. Остальные варианты находились на уровне Смоленского 29. Последний был наиболее пластичным. При благоприятных почвенных и погодных условиях он демонстрировал сравнительно большую урожайность (был более пластичным, b_i=1,33). При этом продуктивность его в контрастных абиотических условиях была наименее стабильна (S_gi=27,37). Значит, при варьировании погодных условий (от близких к климатической норме до засушливых) и почвенных условий (рН_KCl от 5,0 до 5,8, содержание подвижного фосфора по Кирсанову от 205 до 250 мг/кг, подвижного калия по Кирсанову от 125 до 260 мг/кг) устойчиво высокая продуктивность не гарантируется. Этот же сорт характеризовался лучшей специфической адаптивной способностью (САС_i=19,23). Это означает, что в наиболее полной мере его потенциал может реализоваться, если будут сочетаться условия зимовки, как в 2011 году и вегетационного периода, как в 2012 году (по данным метеостанций Починок и Рославль), а также кислотности солевой вытяжки 5,4, содержании подвижного фосфора по Кирсанову 250 мг/кг, подвижного калия по Кирсанову 125 мг/кг). Наибольшей селекционной ценностью обладал сорт Надежный (СЦГ_i=38,75). Это связано с тем, что у данного варианта наблюдалась тенденция к более высокой урожайности зеленой массы по сравнению со стандартом (+2,61 т/га) и более высокая продуктивность по сравнению со средней по всем изучаемым генотипам (+4,67 т/га). При этом урожайность рассматриваемого сорта не была статистически достоверно ниже по сравнению с остальными изучаемыми вариантами в засушливых условиях 2010 и 2011 года (в неблагоприятной абиотической среде). В связи с этим данный сорт был передан в государственное сортоиспытание.

Литература

1. Рекашус, Э.С. Роль мониторинга за состоянием кормовой базы в оптимизации работы сельхозтоваропроизводителей [Текст] / Э.С. Рекашус [и др.] // Многофункциональное адаптивное кормопроизводство: Сборник научных трудов, выпуск 6 (54) / Под ред. члена-корреспондента РАН В.М. Косолапова, Н.И. Георгиади / ФГБНУ «ВНИИ кормов им. В.Р. Вильямса». – М.: Угрешская типография, 2015. – с. 330-336.
2. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта [Текст]: С основами статистической обработки результатов исследований / Б.А. Доспехов. – М.: Колос, 1979. – 416 с.
3. Рокицкий, П.Ф. Биологическая статистика [Текст] / П.Ф. Рокицкий. – Изд. 3-е, испр. – Минск: «Вышэйш. школа», 1973. – 320 с.: ил.
4. Прудников, А.Д. Устойчивость новых сортов клевера лугового к грибным болезням в Смоленской области [Текст] / А.Д. Прудников, Э.С. Рекашус // Защита и карантин растений. – 2011. - №11. – С.44-45.
5. Прудников, А.Д. Развитие болезней в посевах клевера лугового как фактор снижения эффективности технологий производства кормов [Текст] / А.Д. Прудников, Э.С. Рекашус // Известия СмолГУ. – 2011. - №4(16). – С.91-96.
6. Рекашус, Э.С. Продуктивность, экологическая пластичность и устойчивость к болезням новых сортов клевера лугового в условиях Смоленской области [Текст]: Дисс. …канд. с.-х. наук: 06.01.09 / Э.С. Рекашус, Смоленск. – 2011. – 147 с.
7. Eberhart, S.A. Stability parameters for comparing varieties [Text] / A. Eberhart, W.A. Russell // Crop Science. – 1996. – Vol. 6. - №1. – P.36-40.
8. Кильчевский, А.В. Методы оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды [Текст]. Сообщение 1. Обоснование метода / А.В. Кильчевский, Л.В. Хотылева // Генетика. – 1985. – Т. 21. - №9. – С.1481-1490.
9. Кильчевский, А.В. Методы оценки адаптивной способности и стабильности генотипов, дифференцирующей способности среды [Текст]. Сообщение 2. Числовой пример и обсуждение / А.В. Кильчевский, Л.В. Хотылева // Генетика. – 1985. – Т. 21. - №9. – С.1491-1498.

References

1. Rekashus, E.S. Rol' monitoringa za sostojaniem kormovoj bazy v optimizacii raboty sel'hoztovaroproizvoditelej [Tekst] / Je.S. Rekashus [i dr.] // Mnogofunkcional'noe adaptivnoe kormoproizvodstvo: Sbornik nauchnyh trudov, vypusk 6 (54) / Pod red. chlena-korrespondenta RAN V.M. Kosolapova, N.I. Georgiadi / FGBNU «VNII kormov im. V.R. Vil'jamsa». – M.: Ugreshskaja tipografija, 2015. – s. 330-336.
2. Dospehov, B.A. Metodika polevogo opyta [Tekst]: S osnovami statisticheskoj obrabotki rezul'tatov issledovanij / B.A. Dospehov. – M.: Kolos, 1979. – 416 s.
3. Rokickij, P.F. Biologicheskaja statistika [Tekst] / P.F. Rokickij. – Izd. 3-e, ispr. – Minsk: «Vyshjejsh. shkola», 1973. – 320 s.: il.
4. Prudnikov, A.D. Ustojchivost' novyh sortov klevera lugovogo k gribnym boleznjam v Smolenskoj oblasti [Tekst] / A.D. Prudnikov, Je.S. Rekashus // Zashhita i karantin rastenij. – 2011. - №11. – S.44-45.
5. Prudnikov, A.D. Razvitie boleznej v posevah klevera lugovogo kak faktor snizhenija jeffektivnosti tehnologij proizvodstva kormov [Tekst] / A.D. Prudnikov, Je.S. Rekashus // Izvestija SmolGU. – 2011. - №4(16). – S.91-96.
6. Rekashus, E.S. Produktivnost', jekologicheskaja plastichnost' i ustojchivost' k boleznjam novyh sortov klevera lugovogo v uslovijah Smolenskoj oblasti [Tekst]: Diss. …kand. s.-h. nauk: 06.01.09 / Je.S. Rekashus, Smolensk. – 2011. – 147 s.
7. Eberhart, S.A. Stability parameters for comparing varieties [Text] / S.A. Eberhart, W.A. Russell // Crop Science. – 1996. – Vol. 6. - №1. – P.36-40.
8. Kil'chevskij, A.V. Metody ocenki adaptivnoj sposobnosti i stabil'nosti genotipov, differencirujushhej sposobnosti sredy [Tekst]. Soobshhenie 1. Obosnovanie metoda / A.V. Kil'chevskij, L.V. Hotyleva // Genetika. – 1985. – T. 21. - №9. – S.1481-1490.
9. Kil'chevskij, A.V. Metody ocenki adaptivnoj sposobnosti i stabil'nosti genotipov, differencirujushhej sposobnosti sredy [Tekst]. Soobshhenie 2. Chislovoj primer i obsuzhdenie / A.V. Kil'chevskij, L.V. Hotyleva // Genetika. – 1985. – T. 21. - №9. – S.1491-1498.