Екологічна стабільність, пластичність та адаптивність сортів вігни спаржевої (Vigna unguiculata (L.) Walp. subsp. sesquipedalis (L.) Verdc.
Анотація
Визначення екологічної пластичності та стабільності сортів і гібридів с/г культур дає можливість комплексно оцінити їх з урахуванням потенціалу продуктивності, якісних технологічних показників та рівня стійкості до стресових умов. Метою даного дослідження було вивчення формування врожаю бобів-лопаток сортів вігни спаржевої з високою екологічною стабільністю, пластичністю та адаптивністю. Провідними методами дослідження даної проблеми є польовий – для визначення взаємодії об'єкта дослідження з біотичними та абіотичними факторами, статистичний – для оцінки результатів досліджень з метою визначення параметрів адаптивності вігни. В межах досліджуваних варіантів встановлено пряму та зворотню кореляцію між урожайністю вігни та сумою ефективних температур. Для сортів Гроік (r = 0,36) і Кафедральна (контроль) (r=0,36), У-Тя-Контоу (r=-0,64) кореляція була середньою, а для сортів Гассон (r=0,96), Американська поліпшена (r=-0,98) – сильною. Виходячи з рівнянь регресії підвищення суми опадів на 1 мм може збільшувати урожайність бобів-лопаток вігни спаржевої на 3,4 кг/га у сорту Американська покращена та на 20,8 кг/га – У-Тя-Контоу, а для сортів Гассон, Кафедральна (контроль), Гроік спостерігатиметься зменшення врожайності на 6,4 кг/га, 10,8 кг/ га та 20,7 кг/га відповідно. Сорти з високою загальною адаптивною здатністю, яка визначається як здатність генотипів до максимального прояву ознак за будь-яких умов навколишнього середовища, є цінними. Високі показники загальної адаптивної здатності за урожайністю рослини спостерігалися у сортів Гассон (ЗАЗ = 5,16) та Гроік (ЗАЗ=2,16). Найменше значення даного показника спостерігали у сорту У-Тя-Контоу (ЗАЗ= -3,44). Сорти, які дають високі, але нестабільні врожаї, не здатні гарантувати отримання максимальної врожайності за умов неналежного землеробства та складних кліматичних умов. Селекційна цінність генотипу – це комплексний показник, який визначає сукупність продуктивності та стабільності сортів. У дослідженнях отримано такі коливання цього показника від 0,84 до 13,63. Кращими за показниками селекційної цінності виявилися сорти Гассон (СЦГі = 13,63) і Кафедральна (СЦГі = 8,06). Спостерігається відносно низька стабільність врожайності та здатність реагувати на покращення умов вирощування у сорту У-Тя-Контоу (СЦГі = 0,84)
Ключові слова
бобові культури; боби-лопатки; технічна стиглість; урожайність; стабільність; адаптивність; пластичність
[1] Abebe, B.K., & Alemayehu, M.T. (2022). A review of the nutritional use of cowpea (Vigna unguiculata L. Walp) for human and animal diets. Journal of Agriculture and Food Research, 10, article number 100383. doi: 10.1016/j.jafr.2022.100383.
[2] Ahmad, A., Mushtaq, Z., Nazir, A., Jaffar, M. T., Asghar, H. N., Alzuaibr, F. M., Alasmari, A., & Alqurashi, M. (2023). Growth response of cowpea (Vigna unguiculata L.) exposed to Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas stutzeri, and Pseudomonas gessardii in lead contaminated soil. Plant Stress, 10, article number 100259. doi: 10.1016/j. stress.2023.100259.
[3] Ayalew, T., & Yoseph, T. (2022). Cowpea (Vigna unguiculata L. Walp.): A choice crop for sustainability during the climate change periods. Journal of Applied Biology and Biotechnology, 10(3), 154-162. doi: 10.7324/ JABB.2022.100320.
[4] Barros, J.R.A., dos Santos, T.C., Silva, E.G.F., da Silva, W.O., Guimarães, M.J.M., & Angelotti, F. (2024). Pollen viability, and the photosynthetic and enzymatic responses of cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp., Fabaceae) in the face of rising air temperature: A problem for food safety. Agronomy, 14(3), article number 463. doi: 10.3390/ agronomy14030463.
[5] Barros, J.R.A., Guimarães, M.J.M., Simões, W.L., Melo, N.F. de., & Angelotti, F. (2021). Water restriction in different phenological stages and increased temperature affect cowpea production. Ciência E Agrotecnologia, 45, article number e022120. doi: 10.1590/1413-7054202145022120.
[6] Bobos, I., Fedosiu, I., Zavadskaya, O., Komag, O., Topkha, O., Furduha, M., & Addlfs, R. (2022). Imp of sowingdates op the variabilitu of different trails of fenugreek. Rural Sustainabilitu Research, 47(342), 37-46. doi: 10.2478 / plua-2022-0006.
[7] Bondarenko, G.L., & Yakovenko, K.I. (2001). Methodology of experimenting in vegetable farming and melon growing. Kharkiv: Osnova.
[8] Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/ show/995_030#Text.
[9] Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora. (1979, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/995_129#Text.
[10] Cui, Q., Xiong, H., Yufeng, Y., Eaton, S., Imamura, S., Santamaria, J., Ravelombola, W., Mason, R.E., Wood, L., Mozzoni, L.A., & Shi, A. (2020). Evaluation of drought tolerance in Arkansas cowpea lines at seedling stage. HortScience, 55(7), 1132-1143. doi: 10.21273/HORTSCI15036-20.
[11] Dehodyuk, E., Dehodiuk, S.E., Borko, Yu., Litvinova, O., Ihnatenko, Yu., & Mulyarchuk, A. (2021). Long-term monitoring of aridization in agriculture before and after climate change in Ukraine. Plant and Soil Science, 12(4), 102-114. doi: 10.31548/agr2021.04.0102.
[12] Dhaliwal, S.K., Talukdar, A., Gautam, A., Sharma, P., Sharma, V., & Kaushik, P. (2020). Developments and prospects in imperative underexploited vegetable legumes breeding: A review. International Journal of Molecular Sciences, 21(24), article number 9615. doi: 10.3390/ijms21249615.
[13] Fedosiy, I., Bobos, I., Zavadska, O., Komar, O., Tonkha, O., Furdyha, M., PolishchukS., Arak, M., & Olt, J. (2022). Research into properties of blue melilot and fenugreek cultivated using different sowing times. Agronomy Research, 20(1), 103-123. doi: 10.15159/AR.22.005.
[14] Guney, M., Gündesli, M.A., Karci, H., & Topcu, H. (2021). The effect of cowpea (Vigna unguiculata) on human health. In III Balkan agriculture congress (pp. 325-332). Turkey: Edirne. doi: 10.5555/20220174067.
[15] Havryliuk, O., Kondratenko, T., Mazur, B., Tonkha, O., Andrusyk, Y., Kutovenko, V., Yakovlev, R., Kryvoshapka, V., Trokhymchuk, A., & Dmytrenko, Y. (2022). Efficiency of productivity potential realization of different-age sites of a trunk of grades of columnar type apple-trees. Agronomy Research, 20(2), 241-260. doi: 10.15159/AR.22.031.
[16] Hnatiuk, T., Kravchenko, O., Abarbarchuk, L., Churilov, A., & Chobotar, V. (2023). Influence of drugs produced by electropulse ablation methods on the development of soybean phytopathogenic bacteria. Plant and Soil Science, 14(3), 22-34. doi: 10.31548/plant3.2023.22.
[17] Le, L.T.T., Kotula, L., Siddique, K.H., & Colmer, T.D. (2021). Na+ and/or Cl− toxicities determine salt sensitivity in soybean (Glycine max (L.) Merr.), mungbean (Vigna radiata (L.) R. Wilczek), cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.), and common Bean (Phaseolus vulgaris L.). International Journal of Molecular Sciences, 22(4), article number 1909. doi: 10.3390/ijms22041909.
[18] Mahmoud, G.A.E. (2021). Biotic stress to legumes: Fungal diseases as major biotic stress factor. Sustainable Agriculture Reviews, 51, 181-212. doi: 10.1007/978-3-030-68828-8_7.
[19] Mekonnen, T.W., Gerrano, A.S., Mbuma, N.W., & Labuschagne, M.T. (2022). Breeding of vegetable cowpea for nutrition and climate resilience in Sub-Saharan Africa: Progress, opportunities, and challenges. Plants, 11(12), article number 1583. doi: 10.3390/plants11121583.
[20] Mofokeng, M.A., & Gerrano, A.S. (2021). Efforts in breeding cowpea for aphid resistance: A review. Acta Agriculturae Scandinavica, Section B-Soil & Plant Science, 71(6), 489-497. doi: 10.1080/09064710.2021.1923797.
[21] National center for plant genetic resources of Ukraine. (n.d.). Retrieved from https://yuriev.com.ua/ua/proinstitut/nacionalnij-centr-genetinchih-resursiv-roslin-ukraini/.
[22] Ojiewo, C., et al. (2019). Genomics, genetics and breeding of tropical legumes for better livelihoods of smallholder farmers. Plant Breeding, 138(4), 487-499. doi: 10.1111/pbr.12554.
[23] Olorunwa, O.J., Adhikari, B., Brazel, S., Shi, A., Popescu, S.C., Popescu, G.V., & Barickman, T.C. (2022). Growth and photosynthetic responses of cowpea genotypes under waterlogging at the reproductive stage. Plants, 11(17), article number 2315. https://doi.org/10.3390/plants11172315.
[24] Quamruzzaman, A.K.M., Islam, F., Akter, L., Khatun, A., Mallick, S.R., Gaber, A., Laing, A., Brestic, M., & Hossain, A. (2022). Evaluation of the quality of yard-long bean (Vigna unguiculata sub sp. sesquipedalis L.) cultivars to meet the nutritional security of increasing population. Agronomy, 12(9), article number 2195. doi: 10.3390/ agronomy12092195.
[25] Rabbi, M.F., Ben Hassen, T., El Bilali, H., Raheem, D., & Raposo, A. (2023). Food security challenges in Europe in the context of the prolonged Russian-Ukrainian conflict. Sustainability, 15(6), article number 4745. doi: 10.3390/ su15064745.
[26] Rao, N.G. (2018). Statistics for agricultural sciences (3rd Ed). Hyderabad: BS Publications.
[27] Ravelombola, W., Qin, J., Weng, Y., Mou, B., & Shi, A. (2019). A simple and cost-effective approach for salt tolerance evaluation in cowpea (Vigna unguiculata) seedlings. HortScience, 54(8), 1280-1287. doi: 10.21273/ HORTSCI14065-19.
[28] Riyazuddin, R., Nisha, N., Ejaz, B., Khan, M.I.R., Kumar, M., Ramteke, P.W., & Gupta, R. (2021). A comprehensive review on the heavy metal toxicity and sequestration in plants. Biomolecules, 12(1), article number 43. doi: 10.3390/biom12010043.
[29] State Register of Plant Varieties Suitable for Distribution in Ukraine. (2024). Retrieved from https://minagro. gov.ua/file-storage/reyestr-sortiv-roslin.
[30] Tanchyk, S., et al. (2021). Fixed nitrogen in agriculture and its role in agrocenoses. Agronomy Research, 19(2), 601-611. doi: 10.15159/AR.21.086.
[31] Tonkha, O., Menshov, O., Bykova, O., Pikovska, O., & Fedosiy, I. (2020). Magnetic methods application for the physical and chemical properties assessment of Ukraine soil. In XIV international scientific conference “Monitoring of geological processes and ecological condition of the environment” (pp. 1-5). Kyiv: European Association of Geoscientists & Engineers. doi: 10.3997/2214-4609.202056027.
[32] Tyshchenko, A., Tyshchenko, O., Konovalova, V., Fundirat, K., & Piliarska, O. (2023). Methods of determining the adaptability and ecological stability of plants. Scientific Collection “InterConf+”, 33 (155), 324-342. doi: 10.51582/ interconf.19-20.05.2023.029.