Использование искусственных условий выращивания гибридов озимой пшеницы для ускорения селекционного процесса

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Длительный опыт селекции показывает, что выведение сорта озимой пшеницы занимает не менее 10 лет, и ускорение селекционного процесса всегда было труднорешаемой задачей для селекционеров. Создание и использование искусственных условий выращивания растений является одним из возможных приемов сокращения продолжительности селекционного процесса [1, 2].

В течение целого ряда лет в Московском научно-исследовательском институте «Немчиновка» искусственные условия фитотрона активно применялись для селекции яровых зерновых культур: пшеницы, ячменя, овса. Благодаря этому за относительно короткий срок был создан сорт ячменя Биос.

По озимым культурам искусственные условия (низкотемпературные камеры) в значительных масштабах систематически использовали для оценки морозо-зимостойкости селекционного материала с последующим отращиванием в тепличных условиях [3]. Для ускоренного выращивания озимых форм необходимы были условия, обеспечивающие прохождение яровизации. С этой целью в фитотронно-тепличном комплексе был создан фон для идентификации и отбора генотипов озимой пшеницы, сохраняющих определенный уровень зимостойкости даже в условиях непрекращающейся активности ростовых процессов [4].

Цель исследования: обосновать эффективность получения и выращивания двух поколений гибридов озимой пшеницы в искусственных условиях за 1 год при сопоставлении с выращиванием в естественных условиях.

Материал и методы.

Объектами исследования были 8 гибридов озимой пшеницы F1 и F2, у которых короткостебельная линия Л-982 (AgapikЧПамяти Федина) - +, а сорта селекции МосНИИСХ «Немчиновка»: Заря, Инна, Памяти Федина, Немчиновская 24, Московская 56, Немчиновская 57, Московская 39 и Немчиновская 17, различающиеся по происхождению, высоте растений и другим хозяйственно-ценным признакам, - >.

Выращивание гибридов осуществляли параллельно в искусственных условиях фитотронно-тепличного комплекса и естественных, полевых в 2009 г. и 2010 г.

Общая разработанная схема, которой руководствовались для получения экспериментального материала, дана в таблице 1. В ней отражены ориентировочные сроки прохождения фаз развития, варьирующие в зависимости от искусственных и погодных условий.

ускоренного выращивания озимых форм

Таблица 1. Схема выращивания двух поколений озимой пшеницы за 1 год

*«подогрев» - площадка под сеткой на почве, в которой проложены отопительные трубы (на глубине 65-70 см), фон для прохождения яровизации.

**отключение подогрева через 15-20 дней после посева.

Первое поколение 8 созданных гибридных комбинаций выращивали в вегетационных сосудах. Посев - 26 августа 2009 г., на естественном фоне они находились до 15 ноября, затем продолжали вегетацию в теплице, созревание наступило 30 января 2010 г. Полученные семена на F2 высеяли на «подогреве» 26 февраля, 10 марта появились всходы, созревание - 15 августа. Осенью 2010 г. семена отборов F2 высеяли в поле на F3.

Посев в поле и на «подогреве» ручной, расстояние между зернами в рядке - 5 см, а между рядками - 30 см. Общая продолжительность вегетации в искусственных условиях на «подогреве» составила 170 дней, а в естественных - 330.

Результаты исследований.

В течение одного года получено 2 поколения гибридов озимой пшеницы. Практически уже через год после создания гибридов появилась реальная возможность проведения отборов из F2, а через 2 - иметь в F3 перспективные линии.

Вопрос о том, насколько надежно в селекции озимых культур использовать искусственные условия для выращивания первых поколений гибридов, минуя естественные зимние условия, остается в известной степени открытым. В этой связи, безусловно, целесообразно проведение сравнения растений гибридов F1 и F2, выращенных в искусственных и естественных условиях, по такому важному слагаемому урожайности, как продуктивность главного колоса.

При сопоставлении средних по 8 комбинациям показателей продуктивности колоса растений первого поколения, выросших в теплице (сосуды) и в поле, проявились различия по их величинам в зависимости от условий формирования. Для растений с искусственными условиями выращивания характерны: большие длина колоса - на 4 см, число колосков - на 8 шт. и зерен - на 5 шт., но меньшие масса 1000 зерен - на 11 г и масса зерна с колоса - на 0,2 г (рис. 1).

Во втором поколении, аналогично первому, наблюдалась тенденция некоторого превышения тех же показателей у растений с искусственными условиями выращивания: были больше число колосков - на 1,5 и зерен - на 4 шт. и так же меньше масса зерна с колоса - на 0,2 г и масса 1000 зерен - на 9,4 г (рис. 1).

Прослеживается неодинаковая по комбинациям гибридов реакция на условия произрастания, проявляющаяся в формировании элементов продуктивности (табл. 2 и 3).

Рис. 1. Сравнение средних по 8 гибридным комбинациям показателей продуктивности колоса при разных условиях выращивания, 2010 г.

Таблица 2. Характеристика гибридов F1, выращенных в естественных и искусственных условиях, 2010 г.

Таблица 3. Характеристика гибридов F2, выращенных в естественных и искусственных условиях, 2010 г.

В комбинации Л-982ЧНемчиновская 24 и Л-982ЧНемчиновская 17 в искусственных условиях особенно сильное снижение по массе 1000 зерен (на 50% и более). Авторы считают, что однотипность реакции этих комбинаций обусловлена наличием в родословной обеих отцовских форм сорта Донщина: сорт Немчиновская 24 (ДонщинаЧИнна) и сорт Немчиновская 17 (Немчиновская 24ЧМосковская 39).

В F1 у гибрида Л-982ЧНемчиновская 24 масса 1000 зерен в полевых условиях - 39,7 г, а в искусственных лишь 21,4 г, у гибрида Л-982ЧНемчиновская 17, соответственно, - 40,6 г и 15,9 г. Во втором поколении уровень этих различий идентичен.

По комбинациям Л-982ЧНемчиновская 24 и Л-982ЧНемчиновская 17 можно предположить проявление гибридной депрессии в искусственных условиях: пониженные масса зерна с колоса и масса 1000 зерен.

Наименьшими различиями по числу зерен в колосе у обоих поколений при разных условиях выращивания обладала комбинация Л-982ЧПамяти Федина. Отличие этой комбинации от других состояло также и в том, что в этом гибриде было насыщающее скрещивание сортом Памяти Федина - (AgapikЧПамяти Федина)ЧПамяти Федина.

Среди всех комбинаций в F1 в сосудах выделился гибрид Л-982ЧИнна с более высокой массой зерна в колосе (1,8 г) и массой 1000 зерен (38,5 г) относительно других комбинаций, а в поле - Л-982ЧМосковская 39 с большим числом колосков (17,4 шт.), зерен в колосе (41,7 шт.), массой зерна с колоса (2,0 г) и массой 1000 зерен (48,5 г) (табл. 2).

Во втором поколении на «подогреве» гибрид Л-982ЧМосковская 56 имел большее число зерен в колосе - 52,4 шт., массу зерна с колоса - 1,8 г и массу 1000 зерен - 33,7 г. В полевых же условиях высокую продуктивность имела комбинация Л-982ЧНемчиновская 17 за счет более высокого числа колосков - 19,4 шт., зерен в колосе - 54,6 шт. и массы зерна с колоса - 2,2 г (табл. 3).

Экспериментально подтверждена возможность эффективного использования искусственных условий для ускоренного размножения перспективных комбинаций. В течение одного года были получены семена двух поколений гибридов по 8 комбинациям скрещивания. На основе сравнительной оценки особенностей формирования элементов продуктивности у всех комбинаций гибридов F1 и F2 в искусственных условиях относительно естественных проявилась тенденция некоторого снижения массы зерна с колоса и массы 1000 зерен при увеличении длины колоса, числа колосков и зерен в колосе. Одновременно были выявлены различия по комбинациям в реакции на условия выращивания: минимальные - у гибрида Л-982ЧПамяти Федина.

Литература

1. Л.А. Животков, С.В. Бирюков, А.Я. Степаненко и др. Пшеница / Под ред. Л.А. Животкова; сост. А.К. Медведовский. - Краснодар, Урожай, 1989. - 320 с.

2. Романенко А.А., Беспалова Л.А., Кудряшов И.Н., Аблова И.Б. Новая сортовая политика и сортовая агротехника озимой пшеницы. - Краснодар, 2005. - 224 с.

3. Сандухадзе Б.И., Рыбакова М.И., Морозова З.А. Научные основы селекции озимой пшеницы в Нечерноземной зоне России. - М.: МГИУ, 2003. - 426 с.

4. Астащенко А.М., Астащенко Т.С., Леонович Е.П., Стрекалова В.А. Использование регулируемого температурного фона почвы в естественных условиях для интенсификации селекционного процесса. Сб. научных трудов НИИСХ ЦРНЗ. - М., 1988. - С. 231-238.

Размещено на Allbest.ru