КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ БОБОВ У ГОРОХА ПОСЕВНОГО В УСЛОВИЯХ ПОЧВЕННОГО ЗАСОЛЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ ДЛЯ ОТБОРА

АННОТАЦИЯ

В данной статье излагаются результаты изучения количественных признаков боба у гороха посевного (Pisum sativum L.) в условиях засоленной почвы. Объектом исследования служил сорт «Спутник». При этом установлены: изменчивость, эмпирическое и теоретическое распределение, уровень, а также структура корреляционных связей и определены новые генотипы для селекционных работ. Рекомендовано проведение селекционного отбора по количеству и по массе 100 штук семян, так как эти признаки зависят от генотипа.

ABSTRACT

This article presents the results of studying the quantitative characteristics of one bean in peas ((Pisumsativum L.) in saline soil conditions. The object of the study was the variety "Sputnik". At the same time, variability, empirical, theoretical distribution and level, as well as structures of correlations and  new genotypes have been identified for breeding work.It is recommended to carry out selection by the number and weight of 100 seeds, since these signs depend on the genotype.

Ключевые слова: зелёный горох, сорт, изменчивость, количественные признаки, эмпирическое и теоретическое распределение, хи квадрат, уровень и структура корреляции, факторный анализ, генотипы.

Keywords: green peas, variety, variability, quantitative traits, empirical and theoretical distribution, chi-square, level and structure of correlation, factor analysis, genotypes.

Введение

Зернобобовые культуры имеют пищевое, кормовое, агрономическое и экологическое значение. Эти культуры обеспечивают население высококачественными пищевыми продуктами, а животноводство кормами, способствуют сохранению плодородия почвы, снижению объёмов применения минеральных азотных удобрений, получению экологически чистой продукции. Все это делает их востребованными в любых природно-климатических условиях среды [1].

Почвенное засоление остается сложной проблемой в растениеводстве. Одним из методов рационального использования засоленных почв является отбор и создание новых сортов с повышенной урожайностью в условиях почвенного засоления. Особенно большой интерес представляет возможность использования озимых зернобобовых культур в качестве сидерата, а также на корм для животных.

При изучении в условиях почвенного засоления вики мохнатой (Vicia villoza Roth) [2, 3] и вики узколистной (Vicia angustifolia. L) [4] данные растения были рекомендованы в качестве солеустойчивых кормовых культур. Но, биологическая и селекционная ценность зернобобовых, в том числе гороха посевного (Pisum sativum L.) в условиях почвенного засоления, не изучена достаточно. В связи с этим перед нами поставлена задача изучить особенности изменчивости, уровень корреляционных связей между количественными показателями бобов у гороха посевного, а также выработать рекомендации по исходному материалу для селекции в условиях почвенного засоления. Такие исследования проводились впервые.

Методы и объекты исследования

Эксперимент проводился в условиях среднезасоленной почвы   экспериментального участка Гулистанского государственного университета. Почвы опытного участка относятся к типу серозем светлый, средней степени засолённости. Все агротехнические мероприятия были проведены согласно утверждённой технологии для зернобобовых культур для региона. Посев проводили осенью в начале октября. Путём индивидуального отбора были отобраны 193 бобов. Объектом исследования служил зеленый горох сорта «Спутник», который относиться к виду (Pisum sativum L.). Сорт «Спутник» кормового назначения, возделывается на зеленую массу и зерно. Стебель простой зеленый, высокий (130-180 см), растения образуют по 2-4 побега, общее число междоузлий на растении 17-23, до первого соцветия 14-17. Цветки пазушные, средней величины, красно-фиолетовые, по два на цветоносе. Тип боба лущильный с сильно выраженным пергаментным слоем. Бобы содержат 3-7 семян, слабоизогнутые, с тупой верхушкой. Семена мелкие, угловато-округлые, серо-зеленые с темными точками и легким «румянцем». Рубчик светло-серый. При хранении семена темнеют. Масса 1000 семян 137-190 г [5]. Статическая обработка данных проводилась с помощью специальной программы – SPSS-17. С помощью с этой программы вычислены статические показатели изученных признаков, уровень корреляционных связей, проведен факторный анализ, а также рассчитан коэффициент вариации. В качестве меры расстояния между признаками использовали величину d=1-r: где d-расстояние между признаками; r-коэффициент корреляции. Эмпирические и теоретические показатели признаков при нормальном распределении оценили с помощью метода χ² (хи квадрат) [6, 7, 8].

Результаты и обсуждение

Количественные признаки формируются под действием внешних условий среды, при этом отражая генотипическую особенность растений. Чем больше признак завесит от условий среды, тем больше он бывает изменчивым. По данным таблицы 1 видно, что масса одного боба в среднем составила 1,05 г, диапазон изменчивости составил от 0,12 г до 2,65 г. Что свидетельствует о довольно сильной изменчивости данного признака, что характерно для количественных признаков. Аналогичные результаты получены также по количеству и массе семян одного боба. Среднее количество семян одного боба составило 4,76 штук, масса семян – 0,84 г. Масса 100 штук семян составила в среднем –18,03 г. По всем изученным признакам коэффициент вариации составил 24-39%, который свидетельствует о сильной изменчивости этих признаков. Среди изученных признаков наиболее изменчивыми были масса семян одного боба (37,5%), масса семян (38,0%) и количество семян одного боба (34,92%). Масса 100 штук семян была сравнительно стабильна, по сравнению с изученными признаками, хотя коэффициент вариации был 24,05%, что свидетельствует о сильной изменчивости.

Таблица 1.

Биометричекие показатели у сорта Спутник в условиях почвенного засоления

В целом первичные данные дают нам информацию о сильной их изменчивости, что характерно для количественных признаков. Известно, что многие эмпирические распределения биологических признаков, характеризующиеся непрерывной вариацией, приближаются к нормальному [6]. Результаты показали, что, по массе одного боба практическое значение χ² (хи квадрат) был 17,43, а теоретическое – 12,59, что свидетельствует зависимости этого признака от условий среды. Аналогичные результаты получены по массе семян одного боба, где практическое значение χ² –14,03, а теоретическое – 2,59. Количество семян одного боба больше завесит от генотипа. Так как практическое значение χ² (8,30) меньше теоретического (11,07). Такие результаты получены также по массе100 штук семян (таблица 2).

Таблица 2.

Результаты вычисления практического и теоретического значения χ²(хи квадрат)

На основание первичных данных можно сказать, что количественные показатели одного боба у зеленного гороха отвечают требованиям нормального распределения. Масса боба и семян больше зависит от условия среды, а количество и масса 100 штук семян от генотипа. В таких случаях отбор по количеству и массе 100 штук семян более эффективно. Это привело к использованию нами факторного анализа для отбора генотипов. Факторный анализ является одним из статических методов. С помощью факторного анализа можно выделить признак по уровню корреляционных связей, так как в основе факторного лежит корреляционный анализ. Эти данные приведены на рисунке 1. По данным видно, что между признаками 1, 2 и 3 установлена сильная корряционая связь. Эти признаки расположились близко (расстояние между признаками определи по формуле d=1-r; где d-расстояние между признаками; r- коэффициент корреляции). Значить чем больше коэффициент корреляции, чем меньше расстояние между признаками. Масса одного боба (1) в первую очередь зависит от массы семян (3), где коэффициент корреляции r = 0,966, между количеством семян (2) r = 0,799, с массой 100 штук семян (4) r = 0,396. Между количеством семян (2) и массой семян (3) коэффициент корреляции составил r =0,827, с массой 100 штук семян (4) был отрицательный r =-0,129. Значить чем больше количество семян одного боба, чем меньше масса 100 штук семян. Это вполне естественно – увеличение количества семян снижает их массу. Эта связано с обеспечением семян питательными веществами.

Рисунок 1. Структура корреляционных связей между показателями одного боба

Примечание: 1 – масса одного боба, г; 2 – количество семян одного боба, штук; 3 – масса семян одного боба, г; 4 – масса 100 штук семян, г

Результаты факторного анализа приведены в таблице 3. По табличным данным по первому фактору массы одного боба (0,983), количество семян одного боба (0,856) и масса семян одного боба (0,992) имели наиболее высокую факторную нагрузку. Эти признаки были связаны между собой сильнее, что привело объедение их в одну группу. Данный фактор можно назвать фактором «масса боба». По второму фактору наиболее высокую нагрузку имел один признак – масса 100 штук семян (0,924). Поэтому данный фактор был назван «масса семян».

Таблица 3.

Результаты факторного анализа

По результатам факторного анализа проводили отбор генотипов (бобов). Эти данные приведены в таблице 3. Как указано выше первый фактор нам даёт информацию о массе боба и количестве семян одного боба, а второй по массе 100 штук семян. С помощью этих данных был проведен отбор генотипов (таблица 4). По табличным данным генотип (91) по первому фактору имел сравнительно высокую факторную нагрузку (1,23231). Значит данный генотип по массе одного боба, количеству и массе семян отличается от остальных. Масса одного боба 1,59 г (средняя масса одного боба по всем генотипом составила 1,05, таблица 1). Количество семян в одном бобе составила 7 штук, масса семян в одном бобе – 1,22 и масса 100 штук семян – 17,43 г. По этим данным данный генотип по всем изученным признакам превосходит средние показатели. По другим отобранным генотипам можно сделать аналогичные выводы.

Таблица 4.

Отбор генотипов по первому и второму фактору

Второй фактор нам даёт информацию по массе 100 штук семян.  Результаты анализов приведены в таблице 4. По данным таблицы у генотипа с номером 116 по второму фактору нагрузка составила 1,026. Данный генотип по массе 100 штук семян имел более высокий показатель по сравнению со средним показателем (средней показатель по всему генотипу – 18,03 г). Другой генотип – 161 по массе 100 штук семян показал наибольший показатель – 38 г. Следует отметит, что генотипы с тяжелыми семенами имели меньше количество семян. Данный факт доказан наличием отрицательной корреляционной связью между количеством и массой 100 штук семян (рис.1). Среди этих генотипов имеются генотипы у которых отмечено положительное сочетание признаков. Например № 110, где масса одного боба 1,57 г, количество семян 5 штук, масса семян 1,22 и масса 100 штук семян 25,2 г. Данный генотип по всем изученным признакам превосходит средние показатели.

Выводы

1. Масса одного боба и семян зависит от внешных условий среды, а количество семян, а также масса 100 штук семян от генотипа.
2. Между массой одного боба, с количеством семян и его массой установлена сильная (r=>0.7), а между массой 100 штук семян слабая ((r=0,3-0,5) корреляционная связь. Кроме этого, между количеством семян и массой 100 штук семян отмечено слабая отрицательная (r=-0,129) связь.
3. В условиях засоления почвы отбор генотипов необходимо проводить по массе одного боба при этом обращать внимание на количество семян.
4. В результате применения факторного анализа были выделены перспективные генотипы, для дальнейшего изучения селекционного процесса.

Список литературы:

1. Зотиков В. И., Полухин А. А., Грядунова Н. В., Хмызова Н. Г. Развитие производства зернобобовых и крупяных культур в России на основе использования селекционных достижений // Зернобобовые и крупяные культуры. – 2020. –№4(36). – С. 5-17.
2. Трофимов И. Т., Толстов М. В., Быстров А. В., Порядин В. В. Вика мохнатая-ценная кормовая культура для кислых и щелочных почв // Вестник Алтайского государственного университета. – 2010. – № 8(70). – С. 9-12.
3. Kuliev T. X., Sultonova K. R., Bakeev R. S., Ismoilova K. M. Statistical basis for determination of genotype to environmental adaptation // “ASJ”American Scientific Journal. – Kiev. – 2020. – № (41). – P. 4-7.
4. Исмоилова К. М., КулиевТ. Х., Каримова Ш. Б. Кормовая и селекционная ценность вики в условиях почвенного засоления // Universium: химия и биология : электрон.научн. журн. – 2023. – 2(104). – С. 26-31
5. Горох посевной Спутник. – Режим доступа : https://semena58.ru/sputnik.html
6. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. – Москва : Агропромиздат, 1985. – 350 с.
7. Ростова Н. С. Корреляции: структура и изменчивость. Серия 1 том 94. Монография. – СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. – 308 с.
8. Kuliyev T.X., Eshquvatov A. K., Ergashev M. M. Biostatistika va genetik analiz. – Toshkent.”Fan va texnologiyalar nashriyot-matbaa uyi”, 2021. – 120 b.