Высота растений и устойчивость к полеганию коллекционных сортов озимого ячменя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Высота растений и устойчивость к полеганию коллекционных сортов озимого ячменя

Одним из главных факторов лимитирующим продуктивность озимого ячменя является устойчивость возделываемых сортов к полеганию. Полегшие посевы подвергаются более интенсивному воздействию болезней, что приводит к уменьшению массы 1000 зерен, снижает натуру зерна, увеличивает пленчатость, что в конечном итоге ухудшает качество зерна, значительно снижает его урожайность, и затрудняет уборку.

В результате полегания недобор урожая может достигать 25-60% [24, 14, 4, 5, 23, 8, 10, 27]

Полегание растений - это физиологический процесс, зависящий от множества факторов. Причины, вызывающие полегание можно разделить на следующие группы:

1. Генотипические качества растений, вызывающие индивидуальность анатомо-морфологического строения;

2. Метеорологические причины и почвенно-климатические условия зоны;

3. Технологические особенности возделывания: высокоплодородные почвы и внесение повышенных доз азотных удобрений, увеличенная норма высева, недостаточное количество в почве фосфора и калия, избыток увлажнения, несоответствующие предшественники и т.д. [1, 5, 25].

По литературным данным, ячменное растение подвергается различным видам полегания, которые распознаются внешними проявлениями. Стеблевое полегание - это сильный изгиб стебля. Прикорневое полегание наблюдается в случае слабой прочности корней или их плохого сцепления с почвой. Но иногда при воздействии комплекса отрицательных, метеорологических и агротехнологических факторов, может наблюдаться и смешанный тип полегания [27].

Полегание посевов всегда угрожающий фактор, но раннее полегание особенно опасно. Если полегание отмечено в период налива зерна, то снижение урожайности полёгших сортов будет максимальным. Кроме того на таких посевах часто происходит эпифитотийное развитие болезней, что в значительной мере способствует формированию щуплого низкокачественного зерна, потери общей массы зерновки могут быть от 10 до 30% от максимального возможного веса [6,20]. Все эти условия в полной мере проявились в 2014 году, когда снижение урожайности сортов было в пределах 20-30% от биологически возможной [2,17,19].

Полегание в более поздние фазы развития не столь опасно, а в фазе восковой спелости может практически не отразиться на величине урожая, который может быть получен близкий к возможному биологическому. Но величина фактически убранного урожая обычно бывает намного меньше, в связи с потерями во время уборки, которые обязательно бывают при скашивании полёгших хлебов.

Урожай семенного материала также не может быть качественным, если он был получен с массивов подвергшихся полеганию. При доработке семян увеличивается процент отхода, и посев щуплых семян на следующий год может снизить будущую урожайность на 15 - 24% [16, 26].

Снижение потерь от полегания возможно несколькими способами: рекомендуемая агротехника возделывания сортов и создание устойчивых сортов. При этом увеличение устойчивости новых создаваемых сортов более рентабельный и гарантированный способ.

Одно из основных направлений в селекции на устойчивость к полеганию, это создание низкорослых сортов. По мнению многих селекционеров, короткий стебель, способный удерживать массу озернённого колоса, способствует более эффективному использованию продуктивной влаги и питательных веществ почвы. В посевах устойчивых форм улучшается освещенность всех ярусов листьев, что значительно повышает фотосинтетический потенциал растений, и способствует увеличению числа продуктивных стеблей на единице площади. В связи с этим, существенно возрастает урожайность общей биомассы и доля зерна в нем.

Так как короткостебельные сорта имеют укороченные междоузлия, то в процессе формирования урожая большая часть питательных веществ идёт на развитие зерновки [27,19].

Высота растений генетически сложный признак. Она может наследоваться гибридами растениями по принципу промежуточного доминирования и сверхдоминирования. При этом тип наследования будет определяться различиями родительских форм по высоте растений.

При скрещивании сортов имеющих близкие показатели по высоте растений, чаще всего наблюдается сверхдоминирование. Если родительские особи незначительно отличаются по этому признаку, отмечается полное доминирование, и если различия большие неполное или промежуточное наследование [5].

Использование карликовых сортов в качестве исходного материала, при создании устойчивых сортов, вполне реально, но требует осмотрительного подхода, если речь идёт о ячмене [24]. Низкорослые сорта имеют как преимущества так и недостатки, с уменьшение высоты стебля количество листьев не сокращается, что приводит к их близкому расположению на стебле, их затенению в результате чего нижние листья быстро отмирают, а на растениях более интенсивно размножаются болезни. Такие явления снижают равномерность налива зерна и соответственно его качество. Карликовые сорта формируют менее мощную корневую систему, что приводит к неглубокому проникновению корней в почву, тем самым снижая урожайность и засухоустойчивость. Сорта, имеющие небольшую высоту растений, снижают и общий биологический урожай, что в конечном итоге приводит к уменьшению фактического урожая [7].

Создание устойчивых сортов возможно и другими методами - выявлением форм с прочными механическими тканями стебля, оптимальной облиственностью и более устойчивым габитусом растения [27].

Устойчивость стебля озимого ячменя определяется комплексом признаков: размером механической ткани, толщиной стенок соломины, количеством сосудисто-волокнистых пучков и их размером. Показатели данных признаков определяют ломкость колоса и его поникание [24]. Неполегающие сорта отличаются большим числом сосудисто-волокнистых пучков, имеют более толстое склеренхимное кольцо и соответственно более толстый стебель [13, 12, 22].

У короткостебельных сортов расстояние между узлами сокращается, а у растений имеющих высоту выше средних показателей, это расстояние увеличивается, особенно удлиняется первое междоузлие, что влечёт за собой снижение диаметра, а также толщины склеренхимного кольца, сокращается число сосудисто-волокнистых пучков и, следовательно, уменьшается толщина стенок стебля [22].

Для культуры озимого ячменя повышение зимостойкости одна из приоритетных задач, поэтому взаимосвязь устойчивости к полеганию и зимостойкости особенно важно [18].

По мнению некоторых исследователей [11, 14] зимостойкие сорта отличаются высокорослостью и склонны к полеганию, но есть мнение, что добиться сочетания высокой зимостойкости и короткостебельности вполне возможно.

Успешное ведение селекционных работ по созданию новых сортов возможны только при наличии и широком разноплановом использовании генетически разнообразно исходного материала, целесообразный подбор которого в значительной мере повлияет на перспективность создаваемых сортов [3, 9].

Изучение коллекционного материала было проведено нами с 2009 по 2014 гг. на опытном поле, расположенном на территории учхоза «Кубань» Кубанского Государственного Аграрного Университета. Полевые опыты закладывались согласно методике Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1985).

Сорта коллекционного питомника высевали по предшественнику озимый рапс. Повторность четырехкратная. Для посева использовали сеялку «Клён-1,5С». Учетная площадь делянок завесила от наличия семян и была в пределах 10 - 15 м². Посев производили с нормой высева 450 всхожих семян на 1 мІ, стандарты располагали через 10 номеров.

Согласно классификации ВИР (1973) зерновые культуры по высоте растений подразделятся на: высокорослые - выше 120 см; среднерослые - 100,1-120 см, низкорослые - 80,1-100 см, полукарлики - 60,1-80 см, карлики - меньше 60 см.

При изучении высоты сортов коллекционного питомника, было установлено, что большая их часть 60 - 64% вошла в группу низкорослых сортов. Среднерослых форм в коллекции было в пределах 22 - 24%. Полукарликовые сорта и высокорослые образцы насчитывали 7 - 12%. Сортов с высотой растений менее 60 см в коллекции не было (рисунок 1).

Рисунок 1. Распределение сортов и образцов коллекционного питомника озимого ячменя в годы исследований (2009-20014 гг.) по высоте растений

растение ячмень селекция

По мнению ряда ученых [21, 15, 28, 1], высота растений находится в большой зависимости от условий вегетации, что подтверждается и данными наших исследований.

Высота растений сортов коллекционного питомника в зависимости от погодных условий, варьировала от 60 до 130 см. В благоприятном по увлажнению 2011 году высота растений достигала до 130 см, а в острозасушливом 2012 году она снизилась до 60 см (рисунок 2).

Рисунок 2. Высота растений озимого ячменя в коллекционном питомнике КубГАУ (2010-2014 гг.)

Оценивая коллекционные сорта по устойчивости к полеганию, мы проводили наблюдения несколько раз в течение вегетационного периода. Отмечали дату полегания и фазу вегетации, в которой оно отмечалось, через 5 - 7 дней оценку повторяли, и учитывали способность сортов к регенерации от полегания.

Наиболее полное исследование устойчивости к полеганию можно провести только в соответствующих для этого полевых условиях, где есть возможность дать оценку устойчивости каждого образца в сравнении с множеством других, изучаемых в питомнике. Отрицательной стороной данной оценки может служить факт неежегодного или неодинакового проявления признака по годам. Однако, полевая оценка является ключевой для определения устойчивости к полеганию того или иного сорта.

При изучении коллекционных сортообразцов учитывался тип полегания. В условиях центральной зоны Краснодарского края, полегание происходит в основном из-за ливневых осадков, иногда с градом и сильным порывистым ветром.

Устойчивость к полеганию в полевых условиях оценивалась в период от колошения до восковой спелости по девятибалльной шкале: 9 баллов - устойчивость к полеганию очень высокая; 7 баллов - устойчивость высокая, соломина слегка наклонена; 5 баллов - устойчивость средняя, часть растений находится почти в горизонтальном положении; 3 балла - устойчивость низкая, растения почти лежат на земле; 1 балл - устойчивость очень низкая, растения лежат на земле.

Результаты оценки устойчивости сортов и образцов озимого ячменя к полеганию, проведённые в различных погодно-климатических условиях центральной зоны Краснодарского края представлены в таблице 1.

Исследования устойчивости к полеганию сортов озимого ячменя показали, что сортимент коллекционного материала богат неполегающими формами. Новые сорта и линии местной селекции обладали невысокой прочной соломиной. Выделены также образцы из Западной Европы и США, которые в наших условиях достоверно отличились между собой по данному признаку.

растение ячмень селекция

Высота растений и устойчивость к полеганию лучших коллекционных сортов озимого ячменя (КубГАУ)

В качестве источников устойчивости к полеганию нами использовались в селекционных программах низкорослые формы Кубагро - 3 (КубГАУ), Добрыня - 3, Платон (КНИИСХ), 1403/7 (Украина), 744/74 (Германия), NB07410 (США), Novosadski 519 (Югославия).

Таким образом, изучаемые коллекционные образцы имеют в своем составе сорта с устойчивой и прочной соломиной, которые даже в условиях избыточного увлажнения в период налива зерна не полегали и формировали высокую урожайность качественного зерна. Использование образцов, сочетающих в себе высокую устойчивость к полеганию с зимостойкостью и урожайностью, позволило нам в процессе селекционной работы создать новые высокопродуктивные зимостойкие и устойчивые к полеганию сорта озимого ячменя.

Литература

1. Ахадова, Э.Т. Высота растений овса и устойчивость к полеганиюв условиях южного Дагестана/ Э.Т. Ахадова, К.У. Куркиев // Роль селекции в повышении эффективности аграрного производства: сб. матер. Всеросс. науч.-практ. конф., посвященной 90-летию Д.С. Омарова. - Махачкала, 2014. - С. 19-23.

2. Бойко, Е.С. Агродеум - новый сорт двурядного озимого ячменя / Е.С. Бойко, А.А. Салфетников, Н.В. Репко, Л.В. Назаренко // Политематический сетевой элек-тронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар: КубГАУ. - 2014. - №104

3. Вавилов, Н.И. Теоретические основы селекции / Н.И. Вавилов. - М.: Наука, 1987. - 511 с.

4. Гаркавый, П.Ф. Перспективы возделывания ярового ячменя на юге Европейской части СССР/ П.Ф. Гаркавый, А.А. Лин¬чевский // Сб. науч. тр. / ВСГИ. - М., 1973. - Вып.10. - С. 17-24.

5. Грунцев, Ю.А. Селекция высокоурожайных, зимостойких сортов озимого ячменя для Краснодарского края: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Ю.А. Грунцев. - Харьков, 1981. - 19 с.

6. Грязнов, А.А. Ячмень Карабалыкский (корм, крупа, пиво) /А.А. Грязнов. - Кустанай: Кустанайский печатный двор, 1996. - 446 с.

7. Глуховцев, В.В. Яровой ячмень в Среднем Поволжье / В.В. Глуховцев. - Саратов, 2001. - 150 с.

8. Ерешко, А.С. Ячмень: от селекции к производству / А.С. Ерешко. - Ростов н/Д, 2007. - 184 с.

9. Калиненко, И.Г. Селекция озимой пшеницы / И.Г. Калиненко. - М.: ИЕ Родник, 1995. - 220 с.

10. Ковтун, В.И. Солнечная активность и селекция озимой пшеницы / В.И. Ковтун, В.И. Медведовский. - Ростов н/Д, 2006. - 496 с.

11. Кузнецова, Т.Е. Селекция ячменя на устойчивость к болезням / Т.Е. Кузнецова, Н.В. Серкин. - Краснодар, 2006 - 287 с.

12. Логинов, Ю.П. Селекционная ценность яровых форм растений, полученных от озимого сорта Безостая 1 / Ю.П. Логинов // Сибирский вестник с.-х. науки. - 1977. - №5. - С. 27-31.

13. Медведев, А.М. Ценные образцы для селекции на зимостойкость и устойчивость к полеганию / А.М. Медведев, В.М. Бочкарев, Ю.П. Бори-сенко // Селекция и семеноводство. - 1976. - №6. - С. 32-34.

14. Назаренко, Я.К. Селекция ячменя на зимостойкость, урожайность и устойчивость к полеганию: автореф. дис. … канд. с.-х. наук / Я.К. Назаренко. - Одесса, 1977. - 20 с.

15. Неттевич, Э.Д. Выращивание пивоваренного ячменя /Э.Д. Нет¬тевич, З.Ф. Аниканова, Л.М. Романова. - М.: Колос, 1981. - 208 с.

16. Пискунова, Л.Г. Влияние полегания сорта на биологическое свойство семян различных сортов: тез. докл. III съезда генетиков / Л.Г. Пискунова. - Л.: 1977. - 406 с.

17. Репко, Н.В. Новый сорт озимого ячменя Кубагро - 1 и особенности его возделывания / Н.В. Репко, А.А. Салфетников, Е.С. Бойко, Л.В. Назаренко, К.В. Подоляк // Вестник АПК Ставрополья. 2014. №3

18. Репко, Н.В. Состояние производства ячменя в Российской Федерации / Н.В. Репко, К.В. Подоляк, Е.В. Смирнова, И.О. Макарова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар: КубГАУ. - 2015. - №106

19. Репко, Н.В. Селекция ячменя на высокую продуктивность и зимостойкость в условиях Северного Кавказа: автореф. дис. … д-ра с.-х. наук / Н.В. Репко. - Краснодар, 2016. - 48 с.

20. Салфетников, А.А. Влияние сроков сева на урожайность новых сортов и линий озимого ячменя селекции КУБГАУ / А.А. Салфетников, Н.В. Репко, Е.С. Бойко, // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар: КубГАУ. - 2014. - №95 (01).

21. Сергеев, В.З. Культура ячменя на Дону/ В.З. Сергеев. - Ростов н/Д, 1970. - 112 с.

22. Серкин, Н.В. К вопросу о повышении устойчивости озимого ячменя к полеганию / Н.В. Серкин, В.Ф. Ващенко // Вестник защиты растений. 2013. №1. С. 71-72.

23. Сокол, А.А. Методы и результаты селекции озимого ячменя / А.А. Сокол, А.С. Ерешко // Селекция и семеноводство зерновых и кормовых культур: сб. науч. тр. / ДЗНИИСХ. - Зерноград, 1982. - С. 42-51.

24. Трофимовская, А.Я. Ячмень (эволюция, классификация, селекция) / А.Я. Трофимовская. - Л.: Колос, 1972. - 296 с.

25. Филиппов, Е.Г Селекция озимого ячменя на адаптивность к условиям внешней среды в Ростовской области / Е.Г. Филиппов, Л.П. Приходькова, Н.В. Репко // В сборнике: Зерновые и кормовые культуры России сборник научных трудов. Всероссийский научно-исследовательский институт сорго и других зерновых культур. Зерноград, 2002. С. 267-269.

26. Филиппов, Е.Г. Состояние и перспективы возделывания озимого ячменя в ЮФО /Е.Г. Филиппов, Н.В. Репко // В сборнике: Достижения, направления развития сельскохозяйственной науки России Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур им. И.Г Калиненко ВНИИЗК-75 лет. Ростов-на-Дону, 2005. С. 124-129.

27. Шевцов, В.М. Селекция и агротехника ячменя на Кубани / В.М. Шевцов, Н.Г. Малюга. - Краснодар, 2008. - 138 с.

28. Яновский, А.С. Оценка общей и фенотипической способности сортов пшеницы твердой озимой по признаку «высота растений» /А.С. Яновский, А.А. Мудрова // Роль селекции в повышении эффектиности аграрного производства: сб. матер. Всерос. науч.-практ. конф., посвященной 90-летию Омарова Д.С. Махачкала, 2014. - С. 218-225.

Размещено на Allbest.ru