ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ НУТА В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Кузьмина С.П.¹, Казыдуб Н.Г.², Демьяненко К.А.³, Бурлаков А.А.⁴

¹ ORCID: 0000-0002-2256-0434, Кандидат сельскохозяйственных наук, ² ORCID: 0000-0002-2234-9647, Доктор сельскохозяйственных наук, ³ ORCID: 0000-0003-2587-9720, Аспирант, ⁴ ORCID: 0000-0002-0678-6054, Аспирант, Омский государственный аграрный университет

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛАСТИЧНОСТЬ КОЛЛЕКЦИОННЫХ ОБРАЗЦОВ НУТА В ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация

В статье рассмотрено – изучение экологической пластичности 13 коллекционных образцов нута в условиях южной лесостепи Омской области по признаку продуктивность зерна растения.

Ключевые слова: нут, экологическая пластичность, коллекционный образец.

 

Kuzmina S.P.¹, Kazydub N.G.², Demyanenko K.A.³, Burlakov A.A.⁴

¹ ORCID: 0000-0002-2256-0434, PhD in Agriculture, ² ORCID: 0000-0002-2234-9647, PhD in Agriculture, ³ ORCID: 0000-0003-2587-9720, Postgraduate student, ⁴ ORCID: 0000-0002-0678-6054, Postgraduate student, Omsk State Agrarian University

ECOLOGICAL PLASTICITY OF COLLECTION SAMPLES OF CHICK PEA IN SOUTHERN FOREST OMSK REGION

Abstract

In the article - the study of the ecological plasticity of 13 chickpea collection of samples in the conditions of southern forest-steppe of Omsk area on the grounds of the plant grain productivity.

Keywords: chickpeas, ecological flexibility, sample collection.

 

Зернобобовые культуры имеют важное кормовое и продовольственное значение. Это делает их одинаково необходимыми в любых природно-экономических условиях, при всех формах собственности и хозяйствования [1].

Современное сельскохозяйственное производство располагает достаточно большим разнообразием зернобобовых культур: горох, фасоль, бобы, нут, соя, чечевица и др.  В регионах подверженных периодическому влиянию засухи (в том числе и югу Омской области) перспективной культурой по биологическим особенностям может стать нут. Нут обладает высокой засухоустойчивостью, технологичностью при уборке, устойчивостью к болезням и вредителям,  высокой питательностью и многообразным использованием на пищевые цели, поэтому его возделывание может значительно стабилизировать производство высокобелкового зерна и повысить устойчивость всей агросистемы [1].

Районированные сорта нута не полностью отвечают требованиям современного сельского хозяйства. Это диктует необходимость создания новых высоко адаптированных сортов нута интенсивного типа, пригодных для возделывания как в регионах традиционного выращивания нута, так и в перспективных, нетрадиционных районах.

В условиях непредсказуемого колебания погодных условий усилия селекционеров должны быть направлены на создание экологически пластичных сортов, обеспечивающих достаточно высокие урожаи в благоприятных условиях возделывания и не снижающие их в стрессовых. Для определения экологической стабильности часто используется методика S.A.Eberhartand, W.A.Rassell, которая позволяет определить как пластичность, так и стабильность генотипов. Используемая методика основана на расчёте коэффициента линейной регрессии (bi), характеризующего экологическую пластичность сорта, и среднего квадратичного отклонения от линии регрессии (s_d²), определяющего стабильность сорта в различных условиях среды [3].

Цель наших исследований заключалась в оценке экологической пластичности коллекционных образцов нута по продуктивности зерна.

Объекты и методы

Экспериментальная часть работы выполнялась в 2012-2015 гг. на опытном поле Омского ГАУ. Почва поля - чернозем обыкновенный среднемощный, среднегумусный.

Объектом исследований служили 46 коллекционных образцов нута (23 образца ВИР и 23 образца коллекции самоклонов из СибНИИ кормов, г. Новосибирск).  Посев проводили вручную в трехкратной повторности на глубину 5 см по схеме 60х10 см. Количество семян в каждом повторении 30 шт. Наблюдения, учеты и анализы проводили согласно «Методическим указаниям по изучению коллекции зерновых бобовых культур» [4,5]. Расчет показателей пластичности и стабильности образцов проводили по методике Eberhart S.A., Russel W.A. [3].

Результаты и их обсуждение

Годы исследований по метеорологическим условиям были различны. 2012 и 2014 гг. были очень засушливыми (ГТК соответственно 0,54 и 0,60), 2013 и 2015 гг. были слабо засушливыми (ГТК соответственно 1,01 и 1,02).

Параметры экологической пластичность рассчитывались у выделившихся 13 образцов нута, характеризующихся комплексом ценных признаков в условиях южной лесостепи Омской области.

Дисперсионный анализ (Рис. 1) показал, что доминирующее влияние на продуктивность растений нута в условиях Омской области оказали погодные условия (92,1%), достоверным было также влияние генотипа (4,4%) и взаимодействия генотип х годы (3,2%).

Рис. 1 – Влияние факторов на продуктивность зерна  у выделившихся образцов нута (2012-2015 гг.), %

Наиболее благоприятными условиями для роста и развития растений нута характеризовался теплый и сухой период вегетации 2012 г., индекс условий среды (Ij) составил +11,9, худшие условия сложились в 2015 г.  Ij = - 10,7 (таб. 1).

 

Таблица 1 - Экологическая пластичность продуктивности зерна у выделившихся коллекционных образцов нута (2012-2015 гг.)

Для характеристики реакции генотипа на изменение условий выращивания используются два показателя: коэффициент регрессии (bi), показывающий реакцию сорта на изменение условий среды (пластичность); степень дисперсии (s_d²), характеризующая стабильность урожайности (индекс стабильности).

Установлено, что чем больше коэффициент регрессии, тем значительнее реакция сорта на изменение условий выращивания, и чем меньше варианса стабильности, тем сорт более стабилен при изменении условий выращивания. Наиболее ценными в селекционном и практическом отношении следует считать сорта, у которых пластичность (bi) >1, а индекс стабильности (s_d²) несущественен. Они наряду с высокой урожайностью имеют высокую  отзывчивость на улучшение условий, что характерно для сортов интенсивного типа. Среди изученных коллекционных образцов нута такие показатели пластичности (bi) и стабильности (s_d²) имели номера С-35 и С-82.

Формы с высокими показателями пластичности (bi) и индекса стабильности (s_d²) уступают первым, так как у них высокая отзывчивость на условия возделывания сочетается со значительной изменчивостью продуктивности. К таким формам следует отнести образцы нута С1-Александрит, С5-Краснокутский 123, С15-Волгоградский 10, С4-Deemin, их продуктивность существенно снижается в неблагоприятных условиях.

Сорта, у которых пластичность (bi) значительно меньше 1, независимо от величины индекса стабильности (s_d²), следует рассматривать как малоперспективные, т.к. они лишены важной биолого-хозяйственной особенности как адекватный отклик на улучшение условий выращивания. Такая реакция свойственная сортам экстенсивного типа. Среди изученных образцов нута к ним следует отнести номера С-18, С-80, Краснокутский 123.

Графическое изображение линий регрессии продуктивности зерна коллекционных образцов нута дает наглядную информацию о реакции сортов на изменение условия внешней среды (Рис. 2).

Интерес для селекционной и агрономической практики представляют образцы линии регрессии которых имеют высокую продуктивность в  благоприятных условиях возделывания, что характеризует их высокую отзывчивость на улучшение условий, и незначительно снижают продуктивность в жестких условия возделывания, что характеризует стабильность генотипов в неблагоприятных условиях, к числу таких следует отнести коллекционные образцы нута: С4 – Deemin, С1 – Александрит. Линии регрессии большинства остальных образцов идут параллельно средней по опыту, т.е данные сорта изменяют свои урожайность с изменением условий так же, как и в среднем образцы изучаемого набора.

Рис. 2 – Линии регрессии продуктивности выделившихся коллекционных  образцов нута (2012-2015 гг.)

По результатам изучения экологической пластичности выделившиеся образцы с высокой отзывчивостью на улучшение условий выращивания и продуктивностью (С-35 и С-82) рекомендуется включить в гибридизацию для создания сортов нута, адаптированных к условиям зоны.

Выводы

1. Наибольшее влияние на продуктивность растений нута в условиях южной лесостепи оказывали погодные условия (на их долю приходится 92,1%), достоверно также влияние генотипа (4,4%) и взаимодействия генотип х годы (3,2%).
2. Выделены образцы, характеризующиеся высокой экологической пластичностью и отзывчивостью на условия выращивания (интенсивные образцы): С-82, С3-5; перспективными также могут быть номера: С1-Александрит, С5-Краснокутский 123, С15-Волгоградский 10, С4-Deemin.
3. Выделены образцы, характеризующиеся слабой реакцией на улучшение условий среды и высокой стабильностью урожайности (экстенсивные образцы): С18, С80,  Краснокутский 123, С3 – Александрит, С6 – Александрит, С16 – Краснокутский 123, С11 – Юбилейный.

Литература

1. Стратегия развития селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур в Российской Федерации на период до 2020 года Москва, 2010 г.- 32с.
2. Результаты изучения коллекции нута в условиях южной лесостепи Омской области / С.П. Кузьмина, Н.Г. Казыдуб, К.А. Демьяненко, О.А. Снегерева // Сибирская деревня: история, современное состояние, перспективы развития: Материалы X Международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию освоения целинных и залежных земель (Омск. 23-26 апреля 2014 г.).- Омск: Изд-во Омск. Гос. Аграрн. ун-та, Ч. 3, 2014. – С. 410-416
3. Зыкин В.А. Методика расчета параметров экологической пластичности сельскохозяйственных растений по дисциплине «Экологическая генетика» / В.А. Зыкин, И.А. Белан, В.С. Юсов, С.П. Корнева. – Омск, 2008. – 36 с.
4. Методические указания по изучению коллекции зерновых бобовых культур. - Л., 1975. - 60 с.
5. Методические указания. Коллекция мировых генетических ресурсов зерновых бобовых культур ВИР: пополнение, сохранение и изучение. Под ред. М.А. Вишняковой. - Санкт-Петербург, 2010. - 141 с.

References

1. Rezul'taty izuchenija kollekcii nuta v uslovijah juzhnoj lesostepi Omskoj oblasti / S.P. Kuz'mina, N.G. Kazydub, K.A. Dem'janenko, O.A. Snegereva // Sibirskaja derevnja: istorija, sovremennoe sostojanie, perspektivy razvitija: Materialy X Mezhdunarodnoj nauchno-prakticheskoj konferencii, posvjashhennoj 60-letiju osvoenija celinnyh i zalezhnyh zemel' (Omsk. 23-26 aprelja 2014 g.).- Omsk: Izd-vo Omsk. Gos. Agrarn. un-ta, Ch. 3, 2014. – S. 410-416
2. Strategija razvitija selekcii i semenovodstva sel'skohozjajstvennyh kul'tur v Rossijskoj Federacii na period do 2020 goda Moskva, 2010 g.- 32s.
3. Zykin V.A. Metodika rascheta parametrov jekologicheskoj plastichnosti sel'skohozjajstvennyh rastenij po discipline «Jekologicheskaja genetika» / V.A. Zykin, I.A. Belan, V.S. Jusov, S.P. Korneva. – Omsk, 2008. – 36 s.
4. Metodicheskie ukazanija po izucheniju kollekcii zernovyh bobovyh kul'tur. - L., 1975. - 60 s.
5. Metodicheskie ukazanija. Kollekcija mirovyh geneticheskih resursov zernovyh bobovyh kul'tur VIR: popolnenie, sohranenie i izuchenie. Pod red. M.A. Vishnjakovoj. - Sankt-Peterburg, 2010. - 141 s.