Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,686

О КОРРЕЛЯЦИОННОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ ТОПИНАМБУРА (HELIANTHUS TUBEROSUS L.) И СУММОЙ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕМПЕРАТУР

Партоев К. 1 Ахмедов Х.М. 1 Сафармади М. 1 Нихмонов И. 1 Садридинов С. 2
1 Центр инновационного развития науки и новых технологий Академии наук Республики Таджикистан
2 Институт экономики и демографии Академии наук Республики Таджикистан
В будущем в процессе выведения новых перспективных генотипов топинамбура знание влияния различных агроэкологических факторов среды на полигенные признаки топинамбура имеет большое научно-практическое значение. В связи с этим была поставлена задача изучить особенности роста и развития различных генотипов топинамбура в зависимости от выращивания их в различной вертикальной зональности Республики Таджикистан. Исходные материалы для исследований нами были получены из коллекции Института ботаники, физиологии и генетики растений Академии наук Республики Таджикистан (ИБФ и ГР АН РТ), Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства (ВИР, Майкопская опытная станция Республики Адыгея) и Кубанского аграрного университета (Россия). Научные работы по изучению особенности роста и развития, а также проявления ряда морфологических полигенных признаков различных генотипов топинамбура были проведены в течение 2015–2017 гг. в различных агроэкологических условиях Республики Таджикистан: Васейский район – 470 метров над уровнем моря (н.у.м)., Вахшский район – 600 м н.у.м., и в городе Душанбе – 840 м н.у.м., Муминабадский район – 1200 м н.у.м., Раштский район – 1800 м н.у.м., Ляхшский район – 2000 м.н.у.м, и город Вахдат (участок Канаск) – 2550 м н.у.м. Установлено, что продуктивность различных сортоообразцов топинамбура зависит от высоты над уровнем моря и сумме эффективных температур. Определено, что по мере возвышения высоты над уровнем моря наблюдается пропорциональное уменьшение суммы эффективных температур (свыше 10 °С) и это в свою очередь вызывает уменьшение продуктивности растений. Наибольшее количество суммы эффективных температур наблюдается в южной части республики на высоте 470 м над уровнем моря в условиях Васейского района (2700 °С), а наименьшее количество суммы эффективных температур наблюдается в высокогорьях Центрального Таджикистана, в условиях города Вахдат на участке Канаск на высоте 2550 м над уровнем моря (480 °С). Показано, что с увеличением суммы эффективных температур наблюдается значительное увеличение массы стеблей и листьев, массы корней, массы клубней и общей биомассы растений топинамбура. Корреляционная связь между суммой эффективных температур и этими полигенными признаками топинамбура положительно высокая (r = 0,991–0,996). Установлено, что наиболее подходящими зонами для возделывания и получения высокой урожайности топинамбура в условиях Таджикистана являются районы, расположенные на высотах от 460 до 1000 м над уровнем моря, с общей суммой эффективных температур во время вегетации растений от 1800 до 2700 °С.
Таджикистан
топинамбур
экология
продуктивность
корреляция
сумма эффективных температур
1. Шаззо Р.И. Топинамбур: биология, агротехника выращивания, место в экосистеме, технологии переработки (вчера, сегодня, завтра) / Р.И. Шаззо, В.Г. Кайшев, Р.А. Гиш Екутеч, Р.И. Корнена. – Краснодар, 2013. – 184 с.
2. Сафарзода Р.Ш. Исследование аминокислотного состава травы топинамбура, культивируемого в Таджикистане / Р.Ш. Сафарзода Д.Р. Халифаев Д.М.Попов // Разработка и регистрация лекарственных средств. – 2014. – № 3. –
С. 134–136.
3. Новикова Л.Ю. Проявление хозяйственно ценных признаков у сортов картофеля (Solanum L.) при изменении климата на европейской территории России / Л.Ю. Новикова, С.Д. Киру, Е.В. Рогозина // Сельскохозяйственная биология. – 2017. – № 1. – С. 75–83.
4. Монохов М.С. Экологическая изменчивость продуктивности картофеля в Горном Алтае / М.С. Монохов, Т.А. Стрельцова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. – 2008. – № 8. – С. 31–40.
5. Корреляционная связь между признаками топинамбура / К. Партоев [и др.] // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. – 2015. – № 6. – С. 36–37.
6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. – М.: Колос, 1985. – 368 с.

Топинамбур (Helianthus tuberosus L.) – высокоурожайная сельскохозяйственная культура. В условиях Нечерноземья Российской Федерации урожайность зеленой массы может достигать 60,0 т/га, а клубней – 40,0 т/га, обеспечивать выход 7,5–10,0 т/га кормовых единиц и 6,0–6,8 ц/га перевариваемого протеина. Топинамбур отличается высокими питательными качествами благодаря наличию в нем ценных компонентов химического состава. Клубни содержат 18–22 % сахаров, до 2,5 % протеина, витамины группы В и С. В минеральном составе зольных элементов содержится до 6 % фосфора, свыше 5 % железа, что делает клубни особенно ценным кормом для молодняка. Зеленая масса содержит до 20–25 % сухого вещества [1]. В него входит углеводный комплекс, значительную долю которого занимает особый вид углевода – инулин, перерабатывающийся в организме животных в легкоусвояемую фруктозу, а также содержатся полноценный протеин (который представлен 16 аминокислотами, в том числе 8 незаменимыми), а также витамины и клетчатка [2].

В некоторых зонах Российской Федерации на основе проведенных исследований установлено влияние ряда агроклиматических факторов среды на рост и развития растений картофеля. В частности, температура воздуха свыше 15 °С способствовала быстрому прохождению наиболее метеозависимых фаз развития растений картофеля [3]. Наряду с этими группа ученых сообщает о существенном влиянии ряда агроэкологических факторов среды (температура, осадки и влажность воздуха) на рост, развитие и продуктивность разных генотипов картофеля [4].

Агроэкологические факторы среды имеют большую амплитуду в различных условиях долинной и горной зоны Таджикистана, и эти факторы по-разному влияют на рост и развитие различных сельскохозяйственных культур. В частности, авторы [5] информируют, что между такими признаками топинамбура, как высота стебля, количество листьев, количество клубней и продуктивность, наблюдается прямая средняя корреляционная связь в зависимости от зоны возделывания.

Знание влияния различных агроэкологических факторов среды на ряд полигенных признаков топинамбура имеет большое научно-практическое значение в процессе выведения новых перспективных генотипов топинамбура в будущем.

Цель настоящей работы состояла в изучении особенностей роста и развития различных генотипов топинамбура в зависимости от выращивания их в различной вертикальной зональности Республики Таджикистан.

Исходным материалом для проведения наших исследований служили элитные и сортовые семенные клубни (I–II-ой семенной репродукции) различных генотипов/сортов топинамбура (Helianthus tuberosus L.). Исходные материалы нами были получены из коллекции Института ботаники, физиологии и генетики растений Академии наук Республики Таджикистан (ИБФГР АН РТ), Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства (ВИР, Майкопская опытная станция, Республика Адыгея) и Кубанского аграрного университета (Россия). Научные работы по изучению особенности роста и развития, а также проявления ряда морфологических полигенных признаков различных генотипов топинамбура были проведены в течение 2015–2017 гг. в различных агроэкологических условиях Республики Таджикистан: Васейский район – 470 метров над уровнем моря (н.у.м)., Вахшский район – 600 м н.у.м., и в городе Душанбе – 840 м н.у.м., Муминабадский район – 1200 м н.у.м., Раштский район – 1800 м н.у.м., Ляхшский район – 2000 м н.у.м., город Вахдат (участок Канаск) – 2550 м н.у.м.

Количество изученных сортообразцов топинамбура в этих районах составило 16-20 шт. Сортообразцы топинамбура выращивались на основе общепринятой агротехники для каждой агроэкологической зоны. В зависимости от высоты над уровнем моря клубни генотипов/сортов топинамбура высаживались в течение марта – апреля по схеме посадки 70х35 см. Сортообразцы топинамбура были посажены в четырехкратной повторности, по 20 клубней в каждой делянке. Общее количество растений с каждого генотипа/сорта составило по 80 растений. Во время вегетации генотипов/сортов топинамбура были проведены следующее агротехнические работы: внесение минеральных удобрений
(N100P150K80 кг/га), два раза междурядные обработки (вручную), культивации междурядий, окучивание рядов и 5–7 вегетационных поливов. Стандартным сортом топинамбура служил сорт «Интерес» (селекции России). Во время вегетации топинамбура были проведены следующие фенологические учёты и наблюдения: учет всходов, высота растений в разных фазах развития растений, количество листьев, количество стеблей, масса корней, количество клубней, масса клубней, общая биомасса растений. Сведения о среднесуточной температуре воздуха, суммы эффективных температур (свыше 10 °С) и количестве осадков были взяты из Государственного учреждения «Метеостанция» города Душанбе Республики Таджикистан. Статистическая обработка данных была проведена по [6] с использованием компьютерной программы Microsoft Excel 2007.

В различных экологических зонах, где были проведены наши исследования, наблюдается существенное влияние таких агроэкологических условий местности, как высота над уровнем моря и сумма эффективных температур на формирование различных полезных признаков топинамбура (таблица).

Местность, сумма эффективных температур и продуктивность топинамбура (среднее за 2015–2017 гг.)

Местность и высота
над уровнем моря, м

Эффективная температура за вегетацию, °С

Масса стеблей и листьев,
г/раст.

Масса корней, г/раст.

Масса клубней, г/раст.

Биомасса, г/раст.

Васейский район – 470

2700

1084

289

866

2239

Вахшский район – 600

2400

980

230

760

1970

г. Душанбе – 840

1800

893

200

650

1743

Муминабадский район – 1200

1200

623

180

460

1263

Раштский район – 1800

900

540

150

350

1040

Ляхшский район – 2000

750

490

120

310

920

Участок Канаск – 2550

480

380

80

210

670

Среднее

1461

713

178

515

1406

НСР05

117

34.8

109

262

Как видно из таблицы, такие полигенные признаки топинамбура, как масса стеблей и листьев, масса корней, масса клубней и общая биомасса растений, сильно меняются в зависимости от вертикальной зональности нахождения над уровнем моря и суммы эффективных температур. За вегетационный период растений с повышением высоты над уровнем моря наблюдается пропорциональное уменьшение суммы эффективных температур (свыше 10 °С). Наибольшее количество суммы эффективных температур наблюдается в южной части республики на высоте 470 м над уровнем моря в условиях Васейского района (2700 °С), а наименьшее количество эффективных температур наблюдается в условиях высокогорья Центрального Таджикистана, в условиях города Вахдат на участке Канаск на высоте 2550 м над уровнем моря (480 °С).

Нами установлено, что связь между суммой эффективных температур, массой стеблей и листьев, массой клубней и общей биомассой растений топинамбура сильно положительная (рис. 1–3).

part1.tif

Рис. 1. Корреляционная связь между суммой эффективных температур, массой стеблей и листьев топинамбура

part2.tif

Рис. 2. Корреляционная связь между суммой эффективных температур и массой клубней топинамбура

part3.tif

Рис. 3. Корреляционная связь между суммой эффективных температур и общей биомассой растений топинамбура

Как видно из рис. 1–3, с увеличением суммы эффективных температур наблюдается значительное увеличение массы стеблей и листьев, массы клубней и общей биомассы растений топинамбура. Корреляционная связь между суммой эффективных температур и такими признаками топинамбура, как масса стеблей и листьев, масса клубней и общая биомасса, положительно высокая (r = 0,991–0,995).

Необходимо отметить, что в условиях Республики Таджикистан важным фактором получения высокой продуктивности топинамбура является сумма эффективных температур. Выращивание топинамбура в наиболее жарких районах республики, особенно в условиях зон возделывания, расположенных на высотах от 470 до 1000 м над уровнем моря, где сумма эффективных температур в течение вегетации топинамбура (май – сентябрь) составляет свыше 1800–2700 °С, способствует получению высокой общей биомассы этой культуры. Такая сумма эффективных температур в течение вегетации растений оказывает положительное влияние на формирование таких полезных генетических признаков растений топинамбура, как масса стеблей и листьев, масса корней, масса клубней и общая биологическая масса растений.

Общая сумма эффективных температур имеет прямую положительную корреляционную связь с такими признаками растений топинамбура, как масса стеблей и листьев, масса клубней и общая биомасса растений. Начиная с высоты над уровнем моря от 1200 до 2550 м наблюдается уменьшение суммы эффективных температур, что приводит к пропорциональному уменьшению общей биомассы растений топинамбура, по сравнению с вертикальной зональностью от 460 до 1000 м над уровнем моря.

Как показали наши исследования, высота над уровнем моря также существенно влияет на урожайность клубней и общую биомассу сортообразцов топинамбура (рис. 4).

part4.tif

Рис. 4. Урожай клубней и общей биомассы топинамбура в зависимости от высоты над уровнем моря (среднее за 2015–2017 гг.)

Как видно из рис. 4, урожайность клубней сортообразцов топинамбура на высотах от 470 м до 840 м над уровнем моря колеблется в пределе 34,6 до 26,0 т/га, а на высотах 1200 до 2000 м составляет от 18,4 до 12,4 т/га. Сравнительно низкий урожай клубней топинамбура наблюдается на высоте 2550 м над уровнем моря – всего лишь 8,4 т/га.

Таким образом высота над уровнем моря по мере нарастания от 470 м до 2550 м вызывает уменьшение урожайности клубней топинамбура от 34,6 т/га до 8,4 т/га или же уменьшение урожайности клубней на высоте 2550 м в 4,11 раза, чем на высоте 470 м над уровнем моря (или же в более чем в 300 %). Следовательно, на высоте 2550 м из-за низкой суммы эффективных температур наблюдается существенное снижение урожайности сортообразцов топинамбура, по сравнению с возделыванием топинамбура на высотах 470–840 м над уровнем моря. В среднем урожайность клубней сортообразцов топинамбура в различных уровнях от высоты над уровнем моря составляет 20,6 т/га,
что говорит о высоком потенциале растений топинамбура по урожайности клубней в условиях Республики Таджикистан, что может играть важную роль в обеспечении продовольственной безопасности в перспективе.

Анализ урожайности общей биомассы топинамбура также показывает влияние положительного эффекта высоты над уровнем моря на данный полигенный признак топинамбура. Например, если общая биомасса сортообразцов топинамбура на высотах 470 м и 600 м над уровнем моря соответственно составляет 89,6 т/га и 78,8 т/га, то этот показатель на высотах 2000 и 2550 м соответственно составляет 36,8 и 26,8 т/га или же в 2,43 и 2,9 раза меньше, чем на высотах 470 и 600 м над уровнем моря. Однако по урожайности общей биомассы сортообразцы топинамбура на высотах 840, 1200 и 1800 м над уровнем моря мало отличаются между собой (разность составляет в пределах 1,6–3,5 т/га или же 3,3–8,5 %).

Таким образом, в условиях Республики Таджикистана средняя урожайность общей биомассы сортообразцов топинамбура при их выращивании на высотах от 470 м до 2550 м над уровнем моря составляет 46 т/га, что позволяет считать топинамбур важным биоресурсом для поддержки кормовой базы в животноводстве. Наиболее подходящими зонами для возделывания и получения высокой урожайности топинамбура в условиях Таджикистана являются районы, расположенные на высотах от 460 до 1000 м над уровнем моря, с общей суммой эффективных температур во время вегетации растений от 1800 до 2700 °С.


Библиографическая ссылка

Партоев К., Ахмедов Х.М., Сафармади М., Нихмонов И., Садридинов С. О КОРРЕЛЯЦИОННОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ ПРОДУКТИВНОСТЬЮ ТОПИНАМБУРА (HELIANTHUS TUBEROSUS L.) И СУММОЙ ЭФФЕКТИВНЫХ ТЕМПЕРАТУР // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2018. – № 6. – С. 149-154;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=12309 (дата обращения: 26.04.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252