Фенотипирование образцов гуара из коллекции ВИР в условиях полива и искусственной засухи в Волгоградской области

Актуальность. Гуар (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.) – новый интродуцент в ряде южных регионов Российской Федерации. Гуаровая камедь, ингредиент семян гуара, применяется в разных отраслях народного хозяйства и имеет стратегическое значение в газонефтяной промышленности. Для адресной интродукции необходимо выяснить адаптивный потенциал культуры, в частности ее отношение к засухе, которая характерна для большинства южных областей России.

Материал и методы. Объектом исследования служили 50 образцов гуара из коллекции ВИР, полевое фенотипирование которых проводили на Волгоградской опытной станции – филиале ВИР. Выборка создана по принципу максимальной репрезентативности генофонда культуры. Пятьдесят образцов изучали в 2023 г. и 30 наиболее продуктивных из них в 2024 г. в режимах капельного полива (П) разной степени интенсивности и искусственной засухи (З), создаваемой с начала плодообразования и до уборки. Исследование осуществляли в соответствии с методическими указаниями ВИР. Статистическая обработка данных проведена в программе Statistica 13.3.

Результаты. Главным оценочным критерием адаптивности к засухе считали семенную продуктивность растения, по которой выявлена дифференциация изученной выборки на три группы: толерантные к засухе, чувствительные к ней и нейтральные по отношению к водоснабжению. Изучаемые признаки проявляли разную степень изменчивости в режимах П и З. Показано сохранение выявленного по отношению к засухе статуса у большинства образцов в оба года исследования. Определены наиболее продуктивные образцы во всех трех группах.

Заключение. Режим точечного полива, использованный в 2023 г. (5 л/растение в неделю), оказался излишним для большинства изученных образцов. Примененный в 2024 г. вдвое меньший объем полива, судя по семенной продуктивности, был благоприятным для всех групп образцов. Независимо от группы, большинство образцов обнаружили тенденцию увеличения семенной продуктивности на оптимальном поливе.

1. Ahmed M.F.M., Mac D.M., Bashir A.A.G. Effect of water stress at different periods on seed yield and water use efficiency of guar under Shambat conditions. Agricultural Sciences. 2011;2(3):262-266. DOI: 10.4236/as.2011.23034

2. Ali Z., Ashraf M., Al-Qurainy F., Khan S., Akram N.A. Field screening of guar [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.] accessions for enhanced forage production on hot drylands. Pakistan Journal of Botany. 2015;47(4):1429-1437.

3. Alshameri A., Al-Qurainy F., Khan S., Nadeem M., Gaafar A.R., Tarroum M. et al. Appraisal of guar [Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.] accessions for forage purpose under the typical Saudi Arabian environmental conditions encompassing high temperature, salinity and drought. Pakistan Journal of Botany. 2017;49(4):1405-1413.

4. Ashraf M.Y., Akhtar K., Sarwar G., Ashraf M. Evaluation of arid and semi-arid ecotypes of guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) for salinity (NaCl) tolerance. Journal of Arid Environments. 2002;52(4):473-482. DOI: 10.1006/jare.2002.1017

5. Avola G., Riggi E., Trostle C., Sortino O., Gresta F. Deficit irrigation on guar genotypes (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.): effects on seed yield and water use efficiency. Agronomy. 2020;10(6):789. DOI: 10.3390/agronomy10060789

6. Baath G.S., Kakani V.G., Gowda P.H., Rocateli A.C., Northup B.K., Singh H. et al. Guar responses to temperature: Estimation of cardinal temperatures and photosynthetic parameters. Industrial Crops and Products. 2020;145:111940. DOI: 10.1016/j.indcrop.2019.111940

7. Dzyubenko E.A., Safronova V.I., Vishnyakova M.A. Objectives of guar breeding in the Russian Federation in connection with the prospects of domestic guar gum production (review). Agricultural Biology. 2023;58(1):43-59. DOI: 10.15389/agrobiology.2023.1.43eng

8. Дзюбенко Н.И. Дзюбенко Е.А., Потокина Е.К., Булынцев С.В. Гуар (Cyamopsis tetragonolоba (L.) Taub.): характеристика, применение, генетические ресурсы и возможность интродукции в России (обзор). Сельскохозяйственная биология. 2017;52(6):1116-1128. DOI: 10.15389/agrobiology.2017.6.1116rus

9. Gresta F., Mercati F., Santonoceto C., Abenavoli M.R., Ceravolo G., Araniti F. et al. Morpho-agronomic and AFLP characterization to explore guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) genotypes for the Mediterranean environment. Industrial Crops and Products. 2016;86:23-30. DOI: 10.1016/j.indcrop.2016.03.038

10. Gudko V., Usatov A., Minkina T., Duplii N., Azarin K., Tatarinova T.V. et al. Dependence of the pea grain yield on climatic factors under semi-arid conditions. Agronomy. 2024;14(1):133. DOI: 10.3390/agronomy14010133

11. Kruchina-Bogdanov I.V., Miroshnichenko E.V., Shaukharov R.A., Kantemirova E.N., Golovina M.A., Abdullaev K.M. et al. Impact of growing conditions on the gum properties of different genotypes of guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub.). Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(7):941-948. DOI: 10.18699/VJ19.570

12. Meftahizadeh H., Ghorbanpour M., Asareh M.H. Changes in phenological attributes; yield and phytochemical compositions of guar (Cyamopsis tetragonoloba L.) landaraces under various irrigation regimes and planting dates. Scientia Horticulturae. 2019;256:108577. DOI: 10.1016/j.scienta.2019.108577

13. Pandey K., Kumar R.S., Prasad P., Pande V., Trived P.K., Shirke P.A. Coordinated regulation of photosynthesis and sugar metabolism in guar increases tolerance to drought. Environmental and Experimental Botany. 2022;194:104701. DOI: 10.1016/j.envexpbot.2021.104701

14. Раковская Н.В., Забегаева О.Н., Дзюбенко Е.А. Оценка качества семян коллекции циамопсиса четырехкрыльникового при длительном хранении в неконтролируемых условиях. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции. 2019;180(4):48-58. DOI: 10.30901/2227-8834-2019-4-48-58

15. Stafford R.E.; McMichael B.L. Effect of water stress on yield components in guar. Journal of Agronomy and Crop Science. 1991;166(1):63-68. DOI: 10.1111/j.1439-037X.1991.tb00884.x

16. Старцев В.И., Ливанская Г.А., Куликов М.А. Перспективы возделывания гуара (Cyamopsis tetragonoloba L.) в России. Вестник Российского государственного аграрного заочного университета. 2017;24(29):11-15.

17. Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию. Том 1. Сорта растений: [сайт]. URL: https://gossortrf.ru/registry/ [дата обращения: 14.05.2024].

18. Vishnyakova M.A., Frolova N., Frolov A. Drought stress response in guar (Cyamopsis tetragonoloba (L.) Taub): physiological and molecular genetic aspects. Plants. 2023;12(23):3955. DOI: 10.3390/plants12233955

19. Вишнякова М.А., Шаухаров Р.А., Гурина А.К., Кочерина Н.В., Дзюбенко Е.А., Черевацкая М.А. и др. Гуар в Российской Федерации: попытка осмысления полученного опыта. В кн.: Генофонд и селекция растений: Материалы 7-й Международной конференции, посвященной 95-летию академика РАН П.Л. Гончарова (Новосибирск, Россия, 10–12 апреля 2024 г.). Новосибирск: Институт цитологии и генетики СО РАН; 2024. С.88-92. URL: https://conf.icgbio.ru/gpb2024/wp-content/uploads/sites/122/2024/04/GPB2024_09-04-2024-k2compress.pdf [дата обращения: 19.06.2024].

20. Weather Spark. The Weather Year Round Anywhere on Earth: [website]. Available from: https://weatherspark.com/ [accessed Aug. 07, 2024].

21. Zubair M., Akhtar L.H., Minhas R., Qamar M.J., Bukhari S.J., Sadiq A. et al. Expediency of water and soil nutrients in irrigated and extreme drought conditions. African Journal of Agricultural Research. 2017;12(27):2310-2318. DOI: 10.5897/AJAR2017.12132