Экологическая стабильность боба овощного (Vicia faba L.) в условиях органического хозяйства

Важное направление в селекции бобовых – создание высокоурожайных сортов со стабильной продуктивностью. Для оценки экологической стабильности 17 образцов Vicia faba (Fb 1896, Fb 1903, Fb 1929, Fb 2481, Fb 2486, Fb 3270, BGE 002106, BGE 029055, BGE 032012, BGE 041470, BGE 043776, BGE 046721, FbH 13, FbH 14, FbH 15, FbH 16, BGP) по основным количественным признакам в Институте кормовых культур (г. Плевен, Болгария) в 2016–2018 гг. был проведен полевой эксперимент. Растения выращивали в условиях органического земледелия, без использования удобрений и пестицидов. На основе регрессионного, дисперсионного и непараметрического анализа были рассчитаны три типа параметров стабильности. Результаты дисперсионного анализа доказывают взаимодействие генотип × среда для всех количественных признаков, кроме ширины бобов. Фактор среды оказывает наибольшее влияние на фенотипическое проявление признаков, далее следуют факторы «генотип» и «генотип × среда». По признакам «высота растения» и «высота бобов» образцы FbH 16 и FbH 13 можно отнести к высоким (79 и 35 см соответственно) и экологически стабильным (bi = 0.76, bi = 0.79). BGE 029055 имеет низкую вариабельность, с высокими значениями количества бобов (15) и количества семян с растения (41). Образцы FbH 14, FbH 16, FbH 15 и BGP характеризуются высокой массой семян (от 28.36 до 34.93 г), но проявляют нестабильность (bi > 1) в неблагоприятных условиях среды. Fb 1903, BGE 043776 и Fb 3270, напротив, очень стабильны (bi < 1), однако низкопродуктивны. Промежуточные позиции занимают образцы Fb 1896, Fb 1929, Fb 2481, Fb 2486, BGE 002106 и BGE 029055, у которых коэффициент линейной регрессии приближается к единице, но они также являются низкопроизводительными. Интересен с позиций селекции образец BGE 041470, отличающийся высокими значениями массы 100 семян (101.38 г) и массы семян с растения (32.14 г) и относительной стабильностью (bi = 1.10). Результаты анализа двойных диаграмм GGE позволяют расценивать образцы BGE 046721, BGE 032012, FbH 15 и FbH 16 как перспективный материал для селекции, сочетающий высокую и стабильную продуктивность семян.

1. Annicchiarico P. Cultivar adaptation and recomendation from alfafa trials in Northern Italy. J. Genet. Plant Breed. 1992;4:269-278.

2. Annicchiarico P. Genotype × environment interaction: challenges and opportunities for plant breeding and cultivar recommendation. FAO Plant Production and Protection Paper. Rome, 2002.

3. Balashova I.T., Pronina E.P., Sirota S.M., Gordeev D.K. Bean culture in Chernozem zone of Russia. Ovoschi Rossii = Vegetable Crops of Russia. 2013;1:60-62. (in Russian)

4. Barov V. Analysis and schemas of the field trial. Sofia, 1982. (in Bulgarian)

5. Bornhofen E., Benin G., Storck L., Woyann L.G., Duarte T., Stoco M.G. Statistical methods to study adaptability and stability of wheat genotypes. Bragantia. 2017;76(1):1-10.

6. Buravtseva T.V., Lagutina L.V., Gurkina M.V. Assessment of new beans source material from VIR collection and allocation of sources of economically important features. In: The Role of Genetic Resources and Breeding Achievements in Ensuring the Dynamic Development of Agricultural Production: Proc. of N. Int. Sci. Conf. (July 8–9, 2009, Orel). Orel, 2009;219-233.

7. Cargnelutti Filho A., Storck L., Riboldi J., Guadagnin J.P. Associação entre métodos de adaptabilidade e estabilidadeem em milho. Ciência Rural. 2009;39(2):340-347.

8. Cruz C.D. Programa Genes: Biometria. version 7.0. Viçosa, Brazil: Univ. of Federal Viçosa, 2009.

9. Eberhart S.A., Russel W.A. Stability parameters for comparing varieties. Crop Sci. 1966;6:36-40.

10. Farshadfar E., Zali H., Mohammadi R. Evaluation of phenotypic stability in chickpea genotypes using GGE-Biplot. Ann. Biol. Res. 2011; 2:282-292.

11. Georgieva N. Suitability of pea cultivars for organic farming conditions. Biol. Agric. Hortic. 2017;33(4):225-234.

12. Hamayoon R., Khan H., Naz S.L., Munir I., Arif M., Khalil I., Khan A. Performance of chickpea genotypes under two different environmental conditions. Afr. J. Biotechnol. 2011;10:1534-1544.

13. Huehn M. Non-parametric measures of phenotypic stability: Part 1. Theory. Euphytica. 1990a;47:189-194.

14. Huehn M. Non-parametric measures of phenotypic stability: Part 2. Application. Euphytica. 1990b;47:195-201.

15. Ilchovska M. Ecological assessment of common and special maize hybrids. In: Proc. of Int. Sci. Conf. of the Union of Scientists. Stara Zagora, 2008;56-62.

16. Imtiaz M., Malhotra R.S., Singh M., Arslan S. Identifying high yielding, stable chickpea genotypes for spring sowing: specific adaptation to location and sowing seasons in the Mediterranean region. Crop Sci. 2013;53:1472-1480.

17. Kanouni H., Farayedi Y., Saeid A., Sabaghpour S.H. Stability analyses for seed yield of chickpea (Cicer arietinum L.) genotypes in the Western Cold Zone of Iran. J. Agric. Sci. 2015;7:219-230.

18. Kazydub N.G., Shamanin V.P. Course of Lectures on Selection and Genetics of Legumes (peas, soybean, common beans, vetch, legumes). Omsk: OmGAU Publ., 2003. (in Russian)

19. Kendal E., Sayar M.S. The stability of some spring triticale genotypes using biplot analysis. J. Anim. Plant Sci. 2016;26:754-765.

20. Kendal E., Sayar M.S., Tekdal S., Aktaş H., Karaman M. Assessment of the impact of ecological factors on yield and quality parameters in triticale using GGE biplot and AMMI analysis. Pak. J. Bot. 2016; 48:1903-1913.

21. Konvalina P., Stehno Z., Moudry J. The critical point of conventionally bread soft wheat varieties in organic farming systems. Agron. Res. 2009;7(2):801-810.

22. Kurkina Yu. Biological dependence among legumes and their selection value: PhDissertation. Voronezh, 2003. (in Russian)

23. Kurkina Yu. Breeding of broad bean for seed yield. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2013;16(4/2):922-925. (in Russian)

24. Link W., Balko C., Stoddard F.L. Winter hardiness in faba bean: physiology and breeding. Field Crops Res. 2010;115:297-307.

25. Marakaeva T.V., Kazydub N.G. Assessment of ecological plasticity and stability of samples of haricot of Western Siberia vegetable in the conditions of the southern forest-steppe. Int. Res. J. 2016;48(5):181-184. (in Russian)

26. Mortazavian S.M.M., Nikkhah H.R., Hassani F.A., Sharif-Al-Hosseini M., Taheri M., Mahlooji M. GGE biplot and AMMI analysis of yield performance of barley genotypes across different environments in Iran. J. Agr. Sci. Tech. 2014;16:609-622.

27. Paula T.M., Marinho C.D., Souza V., Barbosa M.H.P., Peternelli L.A., Kimbeng C.A. Relationships between methods of variety adaptability and stability in sugarcane. Genet. Mol. Res. 2014;13(2):4216-4225.

28. Plaisted R.L., Peterson L.C. A technique for evaluating the ability of selection to yield consistently in different location and seasons. Am. Potato J. 1979;36:381-385.

29. Pouresmael M., Kanouni H., Hajihasani M., Astraki H., Mirakhorli A., Nasrollahi M., Mozaffari J. Stability of chickpea (Cicer arietinum L.) landraces in National Plant Gene Bank of Iran for drylands. J. Agr. Sci. Tech. 2018;20:387-400.

30. Rubiales D. Faba beans in sustainable agriculture. Field Crops Res. 2010;115:201-202.

31. Sayar M.S. Additive main effects and multiplicative interactions (AMMI) analysis for fresh forage yield in common vetch (Vicia sativa L.) genotypes. Agric. For. 2017;63:119-127.

32. Sayar M.S., Han Y. Forage yield performance of forage pea (Pisum sativum spp. arvense L.) genotypes and assessments using GGE biplot analysis. J. Agr. Sci. Tech. 2016;18:1621-1634.

33. Shukla G.K. Some aspects of partitioning genotype-environmental components of variability. Heredity. 1972;28:237-245.

34. Tai G.C.C. Analysis of genotype – environment interactions of potato yield. Crop Sci. 1979;19:434-438.

35. Tilahun G., Mekbib F., Fikre A., Eshete M. Genotype × environment interaction and stability analysis for yield and yield related traits of kabuli-type chickpea (Cicer arietinum L.) in Ethiopia. Afr. J. Biotechnol. 2015;14:1564-1575.

36. Wricke G. Zur berechnung der ökovalenz bei sommerweizen und hafer. Pflanzenzuchtung. 1965;52:127­138.

37. Yan W. Singular-value partitioning in biplot analysis of multienvironment trial data. Agron. J. 2002;94:990-996.

38. Yan W., Tinker N.A. Biplot analysis of multi-environment trial data: principles and applications. Can. J. Plant Sci. 2006;86:623-645.

39. Zhuchenko A.A. Mobilization of Genetic Resources of Flowering Plants on the Basis of their Identification Systematization. Moscow, 2012. (in Russian)