Evaluation of promising VNIISPK black currant cultivars in terms of ecological plasticity and stability

Full Text

Введение

Использование в садоводстве сортов с высоким уровнем адаптации существенно повышает экологическую устойчивость отрасли. Такие сорта обеспечивают достаточно высокую урожайность в благоприятных условиях, и стабильную – в стрессовых. Выделение и использование экологически пластичных сортов плодово-ягодных культур дает возможность существенно увеличить экологическую устойчивость садоводства (Тихонова, 2016).

Смородина чёрная (Ribes nigrum L.) – широко распространённая ягодная культура с хорошей отзывчивостью на интенсификацию технологии выращивания (Родюкова и др., 2021; Сазонов, 2021; 2024). В связи с возрастающими требованиями к устойчивости сельскохозяйственного производства в условиях климатических изменений, а также необходимостью обеспечения продовольственной безопасности и импортозамещения в секторе плодово-ягодной продукции (Велибекова, 2023) возрастают требования к сортам, основное место среди которых отводится устойчивости к экологическим факторам среды, оказывающих лимитирующее влияние на формирование конечной урожайности (Васильев и др., 2020; Чеботок, 2020; Вахрушева и др., 2021; Неброй, 2023). За последние годы коллекция чёрной смородины ВНИИСПК пополнилась перспективными сортами селекции института (Князев и др., 2017), в связи с чем целью исследований являлась оценка экологической пластичности и стабильности плодоношения перспективных сортов селекции ВНИИСПК в условиях Орловской области. Научная новизна заключалась в получении новых знаний о продуктивном и адаптивном потенциале сортов смородины чёрной в условиях Орловской области, на основании которых наиболее ценные генотипы будут использованы для развития приоритетных направлений селекции и расширения сортимента для промышленного возделывания.

Материалы и методы

Исследования проводили в 2023…2025 гг. на участке первичного сортоизучения смородины чёрной биоресурсной коллекции ФГБНУ ВНИИСПК (Орловская область, Центрально-Чёрноземный регион). В рамках данного исследования проведен мониторинг 6 перспективных сортов смородины чёрной селекции ВНИИСПК. Контроль – районированный по Центрально-Чёрноземному региону сорт Орловская серенада (таблица 1).

Таблица 1 – Исследуемые сорта смородины чёрной селекции ВНИИСПК

Год закладки участка – 2020, схема посадки 3,5 × 0,6 м., плотность посадки – 5000 растений на 1 га. В период вегетации проводились общепринятые агротехнические мероприятия. Исследования проводили в соответствии с общепринятыми методиками (Князев, Баянова, 1999). Статистическая обработка полученного экспериментального материала проведена методом дисперсионного анализа (Доспехов, 2011) с использованием MS Excel. Адаптивность определяли по методике S.A. Eberhart, W.A. Russel (1966) в редакции В.А. Зыкина с соавторами (2011), который заключается в расчете коэффициента линейной регрессии (b_i) и среднего квадратического отклонения от теоретической линии регрессии (σd²). Метод позволяет оценить реакцию сорта, выраженную в изменениях значений признака при изменении условий выращивания и фактическое отклонение от этой реакции при испытании сорта. Коэффициент линейной регрессии характеризует пластичность сорта, среднее квадратическое отклонение – его стабильность (Потанин и др., 2015; Децына и др., 2020) Статистические показатели рассчитаны по признаку «урожайность».

Метеоусловия в годы изучения описаны по данным метеопоста ВНИИСПК. Гидротермические показатели вегетационного периода с апреля по июнь определяют условия опыления, завязывания ягод и формирования урожая (таблица 2).

Таблица 2 –Характеристика погодных условий в годы исследований

Весной в годы исследований наблюдались значительные температурные перепады и возвратные майские заморозки, вызывавшие повреждение генеративных органов смородины и дальнейшее осыпание завязи, что снизило урожайность культуры.

По величинам гидротермического коэффициента вегетационный период 2023 г. характеризовался как засушливый (ГТК = 0,24 и 0,77) и недостаточно влажный (ГТК = 1,05), тогда как в 2024 г. была оптимально влажная погода в мае (ГТК = 1,29), затем сменилась дефицитом увлажнения в июне и июле (ГТК = 1,05 и 0,68 соответственно). В 2025 г также зафиксировано неравномерное распределение осадков: засушливые май и июль (ГТК = 0,19 и 0,47 соответственно), а в июне отмечен сильный переизбыток влаги (ГТК = 2,57).

Результаты и их обсуждение

2023…2025 годы исследований были не очень благоприятными для произрастания смородины чёрной, что позволило более точно оценить показатели пластичности и стабильности сортов смородины чёрной.

Погодные условия 2023 г. оцениваются как удовлетворительные (I_i = 0,46), средняя урожайность на участке (Y_j) 5,40 т/га, а 2024…2025 – менее благоприятными, когда индексы среды были отрицательными (-0,12 и -0,27) и показатели Y_j 4,88 и 4,73 т/га соответственно (таблица 3).

Таблица 3 –Урожайность и пластичность сортов смородины чёрной

Примечания: Y_i – средняя урожайность сорта за годы исследований; b_i – коэффициент линейной регрессии; Y_j – средняя урожайность на участке в каждый год исследования; I_j – индекс среды для каждого года исследований; СV – коэффициент вариации признака.

Об адаптивности сортов к условиям среды, в первую очередь, судят по пластичности и стабильности их урожайности, как важнейшего количественного признака, ради которого создаются, испытываются и внедряются в производство лучшие генотипы. Урожайность сортов в годы исследования варьировала от 3,5 (Орловская серенада (к), Ассоль) до 10,5 т/га (Нарианна). Наибольший размах варьирования признака отмечен у сорта Нарианна (СV = 54,28%), а наименьший – у сорта Черноокая (СV = 8,75%). В 2023 г. у сорта Орловская серенада(к) зафиксирована наибольшая урожайность в изучаемой выборке, в 2024 г превышали контроль по урожайности сорта Ариадна, Нарианна, Надя, Нюра, Черноокая, а в 2025 г. плодоношение на уровне контроля отмечено у сорта Ариадна. Коэффициент вариации по годам исследования превышал 33%, что свидетельствует о большом разбросе данных, однако по средней урожайности данный показатель составил 9,25 %, таким образом найденная средняя может представлять всю статистическую совокупность и считаться ее типичной характеристикой. По средней урожайности за 3 года исследований достоверно превышали контроль 2 сорта: Ариадна, Нарианна, были на уровне контроля – Надя, Нюра. Для дальнейшей оценки экологической пластичности и стабильности для сортов рассчитан коэффициент линейной регрессии, который показывает, насколько сильно изменяется величина урожая при изменении индекса среды на единицу. Сорта по коэффициенту регрессии (b_i) делят на категории:

• b_i > 1 – сорта интенсивного типа, которые хорошо отзывчивы на улучшение условий возделывания, однако в неблагоприятные по погодным условиям годы резко снижают урожайность. К сортам интенсивного типа из нашей выборки относятся Ариадна, Нарианна и Нюра;
• b_i < 1 – сорта нейтрального типа, лучше использовать на экстенсивном фоне, где при минимуме затрат сорт даст максимум отдачи (Дахно, Дахно, 2021; Гасымов и др., 2023; Сазонов, 2024). Сортообразцы этого типа – Надя и Черноокая.

Контрольный сорт Орловская серенада и сорт Ассоль с показателем b_i близким к 1 характеризуется полным соответствием сорта с условиями выращивания и их изменением.

Наибольший интерес представляют сорта интенсивного типа (b_i > 1), способные существенно увеличивать продуктивность при улучшении условий выращивания, с высокими показателями урожайности: Ариадна, Нарианна, Нюра, при этом наиболее высокий уровень пластичности отмечен у последнего сорта.

Для вычисления показателя стабильности по урожайности рассчитали теоретическую урожайность (как сумму средней урожайности за годы испытаний и произведения коэффициента регрессии на индекс условий среды) сортов для каждого сорта в отдельности в зависимости от условий среды (таблица 4).

Таблица 4 –Теоретическая урожайность сортов смородины чёрной

Используя полученные данные, вычислили значения экологической стабильности σd² (таблица 5).

Таблица 5 – Экологическая стабильность сортов смородины чёрной

Примечания: σd² – значение экологической стабильности (среднее квадратическое отклонение); СV – коэффициент вариации признака.

Значения среднего квадратического отклонения сортов (σd²) варьировали значительно и находились в пределах от 1,07 (Черноокая) до 26,74 (Нарианна). Чем выше значение этого параметра, тем сорт более экологически нестабилен. Сравнение значений σd² у сортов выявило наиболее стабильные в данной выборке сорта Черноокая, Надя (1,07 и 2,38 соответственно), однако урожайность данных сортов не превышала контрольный сорт. Из урожайных сортообразцов наиболее стабильным был сорт Ариадна (σd² = 7,13).

Заключение

Из 6 новых сортов смородины чёрной селекции ВНИИСПК по урожайности выделены 2 сорта: Ариадна и Нарианна.

Выделены 3 сорта интенсивного типа с высокими показателями урожайности и экологической пластичности: Ариадна, Нарианна, Нюра. Эти сорта рекомендуется выращивать на высоком агротехническом фоне.

Сорта нейтрального типа – Надя и Черноокая, обладающие высокой стабильностью плодоношения и низкой пластичностью, подходят для выращивания на естественном агрофоне.

Контрольный сорт Орловская серенада и сорт Ассоль характеризуются соответствием варьирования урожайности и ее составляющих изменяющимся условиям возделывания.

Сорт Ариадна – высокоурожайный, экологически пластичный, с относительно стабильным уровнем плодоношения, представляет интерес в качестве источника при селекции стабильных высокопродуктивных сортов.

Конфликт интересов: авторы являются авторами и соавторами сортов смородины Орловская серенада, Ариадна, Ассоль, Нарианна, Надя, Нюра, Черноокая.

About the authors

Margarita Keldibekova

Author for correspondence.
Email: keldibekova@orel.vniispk.ru
ORCID iD: 0000-0002-6583-1572
SPIN-code: 5346-2555
Scopus Author ID: -
ResearcherId: -

Candidate of Agricultural Sciences

Sergey D. Knyazev

Email: ksd_61@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5170-7274
SPIN-code: 3250-0919

Professor, Doctor of Agricultural Sciences

References

Supplementary files

Disclaimer: The statements, opinions and data contained in the publication belong exclusively to the authors and co-authors. VNIISPK and the editorial board of the journal disclaim responsibility for any damage to people and/or property resulting from the use of any ideas, methods, instructions or products mentioned in the content.