Адаптивный потенциал продуктивности капусты цветной при выращивании в условиях Дагестана

Полный текст

Из 320 тыс. видов сосудистых растений, произрастающих на планете, за все время развития земледелия человек ввел в культуру около 5 тыс., при этом 90% продуктов питания обеспечивается выращиванием 15…20 видов. Это объясняется слабой изученностью потенциальных возможностей как видового, так и внутривидового разнообразия естественных растительных ресурсов. [2, 8, 13]

Биологические особенности капусты цветной связаны с условиями среды, в которых они произрастают, если сравнивать с другими видами капусты по урожайности и товарным качествам.

В своих исследованиях А.А. Жученко отмечает, что при изучении онтогенеза возможно выделять ключевые моменты в развитии растения, во время которых оно переходит от одного этапа к другому. Определение корреляции между скороспелостью (продуктовый орган и семенник) и воздействием на растение различных факторов (температура, свет, питание) дает возможность грамотно управлять ростовыми процессами, ускорять селекционный процесс, выделяя наиболее скороспелые формы. [7]

В природе на растения воздействует множество факторов, ведущие из них – свет, температура и влажность. Их уровень и соотношение постоянно меняются, что держит растения в состоянии адаптации. [2, 3, 15]

Из-за разнообразия почвенно-климатических условий нашей страны возникает необходимость выведения сортов и гибридов овощных культур, эколого-физиологическая характеристика которых отвечает конкретным условиям региона. [1, 3, 5–9, 13]

Генетический прогресс (выраженный в процентах от среднего) был максимальным для выхода головки с растения, за которым следовали размер листьев, валовая масса с растения и индекс размера белых головок. [11, 14]

На небольшой территории Дагестана сочетаются контрастные почвенно-климатические и ландшафтные условия: от равнинных прикаспийских впадин до вечно снеговых высокогорий, от полупустынных и пустынных резко континентальных районов северной сухостепной зоны до субтропического типа районов долины Самура. [1, 14]

По данным Т.В. Лизгуновой в горных местностях страны капусту выращивают на значительных высотах. В Дагестане (43–41°30ʹ с. ш.) верхняя граница возделывания капусты – 2500 м н.у.м. [10]

Цель работы – изучить адаптационный потенциал продуктивности у сортообразцов капусты цветной различного происхождения и выделить формы, сочетающие комплекс хозяйственно ценных признаков с урожайностью.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работу проводили на Дагестанской опытной станции ВИР, расположенной в низменной зоне Южного Дагестана с благоприятными почвенно-климатическими условиями для изучения цветной капусты и вертикальной зональности РД.

Были отобраны шесть образцов ранней группы спелости капусты цветной различного происхождения из коллекции ВИР (табл. 1).

 

Таблица 1.

Происхождение изученных образцов капусты цветной

Культура, группа спелости	Происхождение	Количество образцов
Капуста цветная, ранняя	Англия	1
Капуста цветная, ранняя	Россия	4
Капуста цветная, ранняя	Япония	1

 

Адаптивность сортов оценивают по общей адаптивной способности (ОАС) и специфической (САС). Они демонстрируют возможность сорта реагировать на факторы окружающей среды и уровень устойчивости к абиотическим и биотическим факторам. Также применяют показатели: стабильность (S), селекционная ценность генотипа (СЦГ), среды, определение фенотипической популяции, которая разделяется на варианты общей и специфической адаптивной способности для сравнения популяций и выбора методов селекционного процесса.

ОАС генотипа характеризует среднее значение признака в различных условиях среды, САС – отклонение от ОАС в определенной среде. Коэффициент регрессии bi указывает на возможность генотипа обеспечить высокое (низкое) значение признака в благоприятных средах и низкое (высокое) в неблагоприятных.

Лабораторно-полевые анализы осуществляли согласно Методическим указаниям ВИР. [14] Результаты обрабатывали по Б.А. Доспехову. [4]

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В горных районах Дагестана развито овощеводство. Особенно распространены: капуста белокочанная (скороспелые сорта), морковь, свекла, бобовые (фасоль, бобы, чечевица), укроп, кукуруза сладкая, картофель. Но их выращивание затруднено сложными почвенно-климатическими условиями.

В связи с изменяющимися требованиями к сортам и уровнем развития сельскохозяйственного производства процессу создания сорта необходима непрерывная корректировка.

Относительная стабильность генотипа позволяет устанавливать коэффициент вариации при изучении сорта в ряде сред. В наших исследованиях оценена пригодность сортообразцов к возделыванию в условиях вертикальной зональности Дагестана (табл. 3–12).

Анализ метеорологических показателей за этот период свидетельствовал в целом о благоприятных для растений климатических условиях (табл. 2).

 

Таблица 2.

Среднемесячная температура воздуха, г. Дербент

Год	Месяц
	январь	февраль	март	апрель	май	июнь	июль	август	сентябрь	октябрь	ноябрь	декабрь
2010	3,1	3,0	6,0	10,8	17,1	24,9	27,5	27,1	21,6	14,8	11,8	9,1
2011	4,2	2,0	4,8	9,4	17,5	23,7	27,4	25,6	21,0	14,4	4,9	5,9
2015	3,3	3,8	6,2	9,9	17,2	25,6	26,7	26,5	23,4	14,7	9,5	7,2
2016	2,8	5,3	7,2	13,0	18,2	23,1	26,0	27,2	21,7	13,0	7,4	3,2
2017	3,0	1,9	7,1	10,5	17,1	22,5	26,6	27,8	23,2	15,2	10,2	7,2
среднее многолетнее	1,9	1,9	4,4	10,2	16,3	21,5	24,6	24,0	19,9	13,9	9,0	4,7

 

Таблица 3.

Параметры адаптивности сортов капусты цветной при испытании на Дагестанской ОС ВИР по признаку «средняя масса головки»

Сорт	Х ср., кг	Общая адаптивная способность, OACi	Специфическая адаптивная способность, СACi	Относительная стабильность генотипа, Sgi	Коэффициент регрессии генотипа на среду, bi	Селекционная ценность генотипа, СЦГi
Orange Bouquet F1	0,38	–0,35	0,01	22,48	0,39	0,22
Ариэль	0,68	–0,04	0,03	23,84	1,23	0,23
Шаласи	1,08	0,36	0,16	37,31	3,23	0,34
Царевна	0,92	0,19	0,0	0,0	0,0	0,92
Ранняя грибовская 1355	0,57	–0,16	0,09	52,72	0,15	0,02

 

Сорт Шаласи выделяется по признаку «средняя масса головки» по общей и специфической адаптивной способности в зоне Дагестанской опытной станции (17 м н.у.м.).

Стабильность генотипа у сорта Шаласи высокая (37,31), как и у Ранней грибовской 1355 (52,72). Коэффициент регрессии у сортов Шаласи и Ариэль подтверждает их способность обеспечить высокое значение этого признака в благоприятных условиях (пластичность). Шаласи выделяется и по селекционной ценности (0,34).

Из таблицы 4 видно, что наиболее благоприятной климатической средой по признаку «средняя масса головки» оказался первый год испытаний (2015), поскольку все три показателя (дифференцирующая способность среды (d_k), сравнительная характеристика климатического воздействия (S_ek) и типичность климатического воздействия (t_k)) проявились в наибольшей степени.

 

Таблица 4.

Основные параметры среды по признаку «средняя масса головки» капусты цветной при испытании на Дагестанской ОС ВИР

Год	Х ср., кг	dk	Sek	tk
2010	0,85	0,12	52,47	0,97
2011	0,71	–0,02	38,66	0,50
2016	0,62	–0,11	42,10	0,80

 

Как видно из таблицы 5, на уровне 1220 м н.у.м. по стабильности генотипа выделились сорта Шаласи и Ранняя грибовская 1355 по признаку «средняя масса головки». Коэффициент регрессии у них подтверждает их способность обеспечить высокое значение этого признака в благоприятных условиях (пластичность). Сортообразцы Ариэль, Царевна и Верная F1 отмечены и по селекционной ценности.

 

Таблица 5.

Параметры адаптивности сортов капусты цветной при испытании на высоте 1500 м н.у.м. по признаку «средняя масса головки»

Сорт	Х ср., кг	Общая адаптивная способность, OACi	Специфическая адаптивная способность, СACi	Относительная стабильность генотипа, Sgi	Коэффициент регрессии генотипа на среду, bi	Селекционная ценность генотипа, СЦГi
Mont Blanc	0,23	–0,17	0,00	17,39	0,34	0,14
Ариэль	0,41	0,00	0,00	3,76	0,26	0,37
Верная F1	0,36	–0,05	0,00	12,74	0,45	0,25
Шаласи	0,53	0,12	0,03	33,77	1,99	0,11
Царевна	0,41	0,01	0,00	13,97	0,87	0,28
Ранняя грибовская 1355	0,48	0,08	0,05	45,69	2,61	0,04

 

Наиболее благоприятная среда по признаку «средняя масса головки» была на высоте 1220 м н.у.м. в 2010 году, поскольку два показателя из трех (дифференцирующая способность среды и типичность климатического воздействия) наблюдали в максимальной степени (табл. 6).

 

Таблица 6.

Основные параметры среды по признаку «средняя масса головки» капусты цветной при испытании на высоте 1500 м н.у.м.

Год	Х ср., кг	dk	Sek	tk
2010	0,46	0,06	34,34	1,0
2011	0,40	0,00	38,14	0,26
2016	0,35	–0,06	29,94	0,60

 

В таблицах 7 и 8 показаны результаты влияния высотной зональности на формирование признака «средняя масса головки». ОАС и СКС на всех уровнях высотной зональности признак «средняя масса головки» позволяет выделить сорт Ранняя грибовская 1355, а стабильность генотипа свойственна Ранней грибовской 1355 и Mont Blanc. Коэффициент регрессии у этих же сортов подтверждает их способность обеспечить высокое значение этого признака в благоприятных условиях (пластичность). По селекционной ценности выделились сорт Ариэль (0,37) и гибрид Верная (0,26).

 

Таблица 7.

Параметры адаптивности сортов капусты цветной при испытании в различных пунктах Дагестана по признаку «средняя масса головки»

Сорт	Х ср., кг	Общая адаптивная способность, OACi	Специфическая адаптивная способность, СACi	Относительная стабильность генотипа, Sgi	Коэффициент регрессии генотипа на среду, bi	Селекционная ценность генотипа, СЦГi
Mont Blanc	0,31	–0,05	0,02	46,78	1,97	0,05
Ариэль	0,40	0,04	0,00	4,56	0,01	0,37
Верная F1	0,38	0,02	0,00	17,52	0,05	0,26
Ранняя грибовская 1355	0,48	0,08	0,05	45,69	2,61	0,04

 

Наиболее подходящие места для возделывания капусты цветной в разрезе вертикальной зональности в горных районах Дагестана – с. Ахкент (1200 м н.у.м.) и с. Усиша (1500 м н.у.м.) (табл. 8).

 

Таблица 8.

Основные параметры среды по признаку «средняя масса головки» капусты цветной

Пункт	Х ср., кг	dk	Sek	tk
с. Ахкент, 1200 м н.у.м.	0,44	0,08	12,99	0,80
с. Леваши, 1220 м н.у.м.	0,30	–0,06	29,19	1,0
с. Ново-Аул, 220 м. н.у.м.	0,32	–0,04	40,77	0,67
с. Усиша, 1500 м н.у.м.	0,39	0,03	27,82	0,40

 

Все испытанные сорта в четырех горных зонах проявили высокий уровень относительной стабильности генотипа и специфическую адаптивную способность по признаку «количество листьев» (табл. 9).

 

Таблица 9.

Параметры адаптивности сортов капусты цветной при испытании в различных пунктах Дагестана по признаку «количество листьев»

Сорт	Х ср., кг	Общая адаптивная способность, OACi	Специфическая адаптивная способность, СACi	Относительная стабильность генотипа, Sgi	Коэффициент регрессии генотипа на среду, bi	Селекционная ценность генотипа, СЦГi
Mont Blanc	23,63	–7,25	14,23	15,97	0,89	10,54
Ариэль	28,00	–2,88	10,00	11,29	0,82	17,03
Верная F1	33,88	3,00	42,40	19,22	1,51	11,28
Ранняя грибовская 1355	38,00	7,13	18,00	11,16	0,78	23,28

 

Все сорта и гибриды показали высокую селекционную ценность в условиях вертикальной зональности, особенно – Ариэль (17,03) и Ранняя грибовская 1355 (23,28).

Благоприятной территорией при вертикальной зональности по признаку «количество листьев» оказались села Ахкент и Усиша (1200 и 1500 м н.у.м. соответственно), в них типичность территориального воздействия наибольшая (табл. 10).

 

Таблица 10.

Основные параметры среды по признаку «количество листьев» капусты цветной

Пункт	Х ср., кг	dk	Sek	tk
с. Ахкент, 1200 м н.у.м.	34,75	3,88	18,41	1,00
с. Леваши, 1220 м н.у.м.	26,25	–4,63	20,95	0,92
с. Ново-Аул, 220 м. н.у.м.	32,50	1,63	20,37	0,80
с. Усиша, 1500 м н.у.м.	30,00	–0,88	29,31	1,00

 

Все три показателя (дифференцирующая способность среды, сравнительная характеристика климатического воздействия в изученные годы и типичность территориального расположения) проявились в высокой степени в селах Ахкент и Ново-Аул.

В таблицах 11 и 12 представлена адаптивность сортов капусты цветной по признаку «средняя масса головки» в разрезе вертикальной зональности в горном Дагестане.

 

Таблица 11.

Параметры адаптивности сортов капусты цветной при испытании в различных пунктах Дагестана по признаку «средняя масса головки»

Сорт	Х ср., кг	Общая адаптивная способность, OACi	Специфическая адаптивная способность, СACi	Относительная стабильность генотипа, Sgi	Коэффициент регрессии генотипа на среду, bi	Селекционная ценность генотипа, СЦГi
Шаласи	0,45	0,02	0,04	45,02	1,85	0,15
Ариэль	0,47	0,03	0,01	21,47	0,10	0,32
Царевна	0,40	0,04	0,00	15,69	0,62	0,30
Ранняя грибовская 1355	0,42	0,02	0,05	52,31	1,42	0,09

 

Таблица 12.

Основные параметры среды по признаку «средняя масса головки» капусты цветной

Пункт	Х ср., кг	dk	Sek	tk
г. Дербент, 17 м н.у.м.	0,45	0,02	32,4	0,6
с. Усиша, 1500 м н.у.м.	0,31	–0,13	25,8	0,4
с. Ахкент, 1200 м н.у.м.	0,55	0,11	22,25	0,2
с. Леваши, 1220 м н.у.м.	0,43	–0,01	37,83	0,8

 

Все сорта в четырех точках вертикальной зональности от 17 м н.у.м. (г. Дербент) до 1900 м н.у.м. (Акушинский район) проявили высокий уровень относительной стабильности генотипа по признаку «средняя масса головки», максимальный – у сортов Шаласи (45,02) и Ранняя грибовская 1355 (52,31) (табл. 11). У них же был наиболее высокий коэффициент регрессии (1,85 и 1,42 соответственно), что подтверждает их способность обеспечить повышенное значение признака в благоприятных условиях (пластичность). У сортов Ариэль (0,32) и Царевна (0,30) высокая селекционная ценность генотипа в условиях вертикальной зональности.

Наиболее благоприятная территория при вертикальной зональности по признаку «средняя масса головки» – г. Дербент и с. Леваши, в них типичность территориального воздействия проявилась в наибольшей степени, то есть высота над уровнем моря несущественно влияет на этот признак (табл. 12).

Все три показателя (дифференцирующая способность среды, сравнительная характеристика климатического воздействия в изученные годы и типичность территориального расположения) проявились в высокой степени в г. Дербенте и с. Усиша.

Выводы. По совокупности оценок адаптивной способности ряда сортов и гибридов цветной капусты при вертикальной зональности следует отметить, что возделывание этой культуры можно успешно осуществлять во всех зонах горного Дагестана. Наиболее ценные для выращивания по адаптации к климатическим и почвенным условиям разных зон сорта: Шаласи, Ариэль, Ранняя грибовская 1355. Ценным селекционным источником высокой адаптивности считается также сорт Царевна. Благоприятные условия для возделывания капусты цветной в селах Ахкент (1200 м н.у.м.), Леваши (1220 м н.у.м.) и Усиша (1500 м н.у.м.).

Об авторах

Евгения Гусейновна Гаджимустапаева

Дагестанская опытная станция – филиал Федерального государственного бюджетного научного учреждения
«Федеральный исследовательский центр – Всероссийский институт генетических ресурсов растений
имени Н.И. Вавилова»

Автор, ответственный за переписку.
Email: vir-evg-gajimus@yandex.ru

Доктор сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник

Россия, с. Вавилово, Дербентский район

Список литературы

Дополнительные файлы