Изменчивость хозяйственно-ценных признаков яровой мягкой пшеницы и ячменя в условиях лесостепной зоны Сибири и ее значение для селекции
Особенности изменчивости количественных признаков и характер формирования урожайности пшеницы в разных географических зонах Сибири. Ценные источники высокой продуктивности и качества зерна, скороспелости, устойчивости к полеганию, вредителям и болезням.
Рубрика | Сельское, лесное хозяйство и землепользование |
Вид | автореферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 26.12.2017 |
Размер файла | 223,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru//
Размещено на http://www.allbest.ru//
06.01.05 - Селекция и семеноводство
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Изменчивость хозяйственно-ценных признаков яровой мягкой пшеницы и ячменя в условиях лесостепной зоны Сибири и ее значение для селекции
Никитина Вера Ивановна
Санкт-Петербург - 2007
Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»
Официальные оппоненты:
доктор биологических наук Ольга Павловна Митрофанова
доктор биологических наук Галина Александровна Макарова
доктор биологических наук Инна Федоровна Лапочкина
Ведущая организация: Омский Государственный Аграрный Университет
Защита состоится «__5_»_ноября_____2007 г. в__11_ часов на заседании Диссертационного Совета Д 006.041.02 при Государственном научном центре Российской Федерации Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова по адресу:
190000, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44, ученый совет ВНИИР им. Н. И. Вавилова.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ РФ Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова.
Автореферат разослан «___»___________________2007 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета доктор биол. наук,
Маргарита Афанасьевна Вишнякова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность проблемы. Красноярский край - один из крупнейших районов Сибири по производству зерна. В вопросах его стабилизации основная роль отводится повышению урожайности зерновых культур за счет выведения сортов, хорошо приспособленных к местным условиям. В 2006 г. в районировании находились 3 сорта пшеницы и 4 сорта ячменя красноярской селекции, которые занимали 4,4% и 29,0% от общей площади посева под данными культурами, соответственно. При этом следует учесть, что за последние 20 лет площади посева в крае под зерновыми культурами сократились в 2,3 раза. Многие сорта яровой пшеницы, допущенные к использованию в производстве, имеют невысокую стабильность урожайности, узкий ареал возделывания. Они снижают посевные и технологические качества зерна из-за недостатка суммы эффективных температур и высокой влажности в период их созревания в условиях лесостепной зоны Красноярского края, поражаются болезнями (пыльной и твердой головней, бурой ржавчиной, септориозом и др.) и внутристеблевыми вредителями.
Вопросы повышения устойчивости производства зерна, стабилизации его высокого качества должны решаться комплексно и, прежде всего, за счет получения сортов, адаптированных к местным условиям (Стрижова, 2003). Наиболее реальный путь решения этой проблемы - объединение в создаваемом сорте комплексов ценных признаков с использованием метода гибридизации. Для получения таких сортов необходим исходный хорошо охарактеризованный в генетическом отношении материал. Только зная генотипы привлекаемых в скрещивания сортов по тому или иному признаку и особенности генных взаимодействий, можно вести подбор родительских пар на строго научной основе (Мережко, 1994).
На момент проведения исследований системный подход к изучению изменчивости исходного материала, особенно для селекции пшеницы, в Красноярском крае не применялся. Резкие колебания погоды в течение вегетации в лесостепной зоне Сибири обусловливают необходимость включения в него оценки экологической пластичности исходного и селекционного материала, изучения характера наследования хозяйственно-ценных признаков, определения вклада в их изменчивость фактора годы, генотипа и взаимодействия «генотип х годы».
Для успешного создания сортов, сочетающих высокую урожайность с устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам, необходимо изучение закономерностей изменчивости основных хозяйственно-ценных признаков под влиянием сортовых особенностей, природно-климатических условий и их взаимодействия в конкретных экологических условиях, которые дадут возможность обосновывать подбор родительских форм для гибридизации и проводить отбор селекционно-ценных рекомбинантов в расщепляющихся поколениях.
Цель работы - исследование возможностей системного подхода к оценке изменчивости и созданию исходного материала для селекции яровой мягкой пшеницы и ячменя в лесостепной зоне Сибири.
Для ее выполнения были поставлены следующие задачи:
Выяснить особенности изменчивости количественных признаков и характер формирования урожайности пшеницы в разных географических зонах Сибири. зерно урожайность селекция ценный
Провести анализ наследования и систем генетического контроля основных количественных признаков пшеницы и ячменя.
Выделить ценные источники высокой продуктивности и качества зерна, скороспелости, устойчивости к полеганию, вредителям и болезням.
Сравнить методы оценки стабильности и пластичности исходного и созданного селекционного материала.
Обосновать принципы подбора родительских форм для рекомбинационной селекции по результатам системного подхода.
Создать новый исходный материал для селекции среднеранних, среднеспелых высокопродуктивных сортов с высоким качеством зерна.
Научная новизна. По результатам эколого-географического испытания образцов пшеницы выявлены новые закономерности в изменчивости хозяйственно-ценных признаков. Показан более высокий уровень модификационной изменчивости массы зерна с колоса и его озерненности, урожайности, высоты растений и продуктивной кустистости в условиях Красноярской лесостепи, по сравнению с северной лесостепью Новосибирской области, для одного и того же набора образцов и групп сортов разного географического происхождения. Выделены группы сортов с наименьшей амплитудой изменчивости урожайности в обеих зонах и каждой в отдельности. Установлены различия в посевных и технологических качествах зерна, а также по урожайности сортов разного географического происхождения при посеве их семенами красноярской и новосибирской репродукции. По вкладу средовой, генотипической изменчивости и их взаимодействия в общее фенотипическое варьирование хозяйственно-ценных признаков получены значимые различия между географическими зонами изучения (Красноярска, Новосибирск) и культурами (пшеница, ячмень).
Выявлены основные закономерности в проявлении корреляционной зависимости между урожайностью и другими признаками. Ведущим элементом структуры урожая в обеих зонах (Красноярск, Новосибирск) была масса зерна с колоса, существенное влияние на его величину в Красноярской лесостепи оказывала озерненность колоса и, в зависимости от погодных условий, масса 1000 зерен, высота растений и продуктивный стеблестой. У групп сортов разного географического происхождения урожайность формировалась за счет различного сочетания элементов структуры.
Перенос сортов из других климатических зон в условия Красноярской лесостепи приводил к увеличению, прежде всего, продолжительности периода колошение - созревание, что отрицательно сказывалось на качестве убираемого урожая.
Показаны особенности наследования основных количественных признаков пшеницы и ячменя в условиях Красноярской лесостепи. В F1 наблюдали высокий процент сверхдоминирования по озерненности главного колоса, массе зерна с растения и главного колоса у ячменя; озерненности главного колоса, длине колоса и кустистости у пшеницы. В F2 сверхдоминирование сохранялось по массе зерна с растения у ячменя и озерненности главного колоса, длине колоса, кустистости у пшеницы. Значимые различия реципрокных гибридов по многим изученным признакам указывали на необходимость тщательного подбора материнской и отцовской формы при гибридизации. Межсортовой и внутрисортовой полиморфизм по числу цветков и степени их открытого цветения свидетельствовал о возможности эффективной селекции по данным признакам, что имеет значение для сохранения чистосортности сортовых посевов в первичном семеноводстве и селекции на устойчивость к поражению пыльной и твердой головней, насекомыми-вредителями.
Выявлена разная реакция изучаемых образцов пшеницы на изменение условий среды по параметрам пластичности и стабильности и показана необходимость применения рекомендуемых методик, в том числе разработанного метода в программе «Сорт», для объективной оценки приспособленности сортов к конкретным условиям возделывания. Выделены наиболее информативные группы признаков с высокими и устойчивыми связями, определяющие основные типы формирования продуктивности пшеницы и ячменя в лесостепной зоне Красноярского края.
Практическая ценность и реализация результатов исследований.
На основе результатов системного анализа изменчивости количественных признаков, связанных с продуктивностью, оценки общей и специфической комбинационной способности обоснованы принципы подбора родительских форм для гибридизации и отбора селекционных линий в условиях лесостепной зоны Красноярского края.
Выделенные ценные образцы пшеницы, ячменя и созданный гибридный материал включены в селекционный процесс кафедрой ботаники и физиологии растений, кафедрой растениеводства КрасГАУ, кафедрой селекции Тюменской ГСХА, лабораторией оценки селекционного материала КрасНИИСХ. Полученные линии проходят конкурсное сортоиспытание на опытных полях в учхозе «Миндерлинское» (КрасГАУ) и ОПХ «Минино» (КрасНИИСХ), а лучшие из них - предварительное сортоиспытание на сортоучастках края. Результаты исследования используются в производстве специалистами края (Биологические основы возделывания яровой пшеницы при интенсивной технологии в лесостепи Красноярского края /Рекомендации, 1987), при подготовке ученых-агрономов, магистров и аспирантов в Красноярском государственном аграрном университете.
Защищаемые положения:
*Условия Красноярской лесостепи обусловливают более высокий уровень модификационного варьирования и вклада условий вегетации в изменчивость ряда количественных признаков пшеницы: массы зерна с колоса, озерненности колоса, урожайности, высоты растений.
*Ведущая роль в формировании урожайности пшеницы в Красноярской лесостепи принадлежит массе зерна с колоса и его озерненности. В зависимости от погодных условий существенное влияние на нее оказывают также масса 1000 зерен, высота растений и продуктивный стеблестой.
*Предложенный метод оценки пластичности сорта в комплексе с уже существующими методами позволяет выделить материал, максимально использующий ресурсы конкретной географической зоны и более надежный для получения стабильного высокого урожая и качества зерна.
*Созданные и охарактеризованные линии, и источники хозяйственно ценных признаков пшеницы и ячменя для селекции в условиях лесостепи Красноярского края.
* Для выявления исходного и получения селекционного материала пшеницы и ячменя, характеризующегося стабильным сочетанием высоких показателей количества и качества урожая в Красноярском крае, необходимо расширить сеть эколого-географического испытания посредством увеличения числа контрастных по условиям вегетации и уровню агрофона пунктов.
Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены (или представлены): на семинаре «Селекция яровой пшеницы на засухоустойчивость» (Бур. НИИИСХ, п. Иволгинск, 1982), научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов КрасГАУ (1982, 1983, 1985, 1986, 2004, 2005), конференции молодых ученых с.-х. вузов Сибири и Дальнего Востока (г. Новосибирск, 1983), V региональной конференции молодых ученых и специалистов Сибири и Дальнего Востока (г. Новосибирск, 1983), координационном совещании по селекции зерновых, зернобобовых и крупяных культур (г. Красноярск, 1983), I зональной научно-производственной конференции молодых ученых и специалистов (г. Красноярск, 1985), совещании по исходному материалу яровой мягкой пшеницы для селекции сортов интенсивного типа (г. Красноуфимск, 1986), V съезде ВОГИС им. Н.И. Вавилова (г. Москва, 1987), региональной научно-технической конференции (г. Волгоград, 1988), научной конференции «Вклад молодых ученых в интенсификацию сельского хозяйства» (г. Целиноград, 1990), научной конференции профессорско-преподавательского состава и аспирантов (г. Санкт-Петербург, 2002), VII Всероссийской научно-практической конференции (г. Пенза, 2003), Юбилейной международной научно - практической конференции (г. Барнаул, 2003).
Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 50 печатных работах, в т. ч. 18 - в журналах, рекомендованных ВАК. Общее число научных и научно-методических работ - 62.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 377 страницах и состоит из введения, восьми глав, выводов и предложений для селекционных учреждений и производства. Содержит 111 таблиц, 83 рисунка и 62 приложения. Библиографический список включает 494 источника, в т.ч. 73 из них на иностранных языках.
УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Экспериментальная часть работы выполнялась на опытных полях кафедры растениеводства КрасГАУ (учхоз «Миндерлинское») в 1980-1995 гг., 2003-2005 гг. и ОПХ «Минино» Красноярского НИИСХ в 1995-2006 гг., которые располагаются на территории Красноярской лесостепи, и ОПХ «Элитное» (СибНИИРС, Новосибирск) в 1980-1983 гг.
В 1980-1983 гг. изучали 81 образец лучших среднеранних и среднеспелых образцов пшеницы, предварительно выделенных по продуктивности при сортоиспытании в СибНИИРС. Изучение коллекции проводили в двух географических пунктах (ОПХ «Элитное» и учхоз «Миндерлинское») по следующим признакам: продолжительность вегетационного и его межфазных периодов, урожайность, масса зерна и озерненность колоса, длина колоса и число колосков в колосе, высота растения, кустистость, полевая всхожесть, выживаемость растений к уборке, поражение пыльной головней, ржавчиной, устойчивость к полеганию, технологические качества зерна и муки (18 показателей). В Красноярской лесостепи дополнительно исследовали: формирование площади листовой поверхности, число зародышевых, узловых и колептильных корней на растении, коэффициент хозяйственной эффективности, степень повреждения растений внутристеблевыми вредителями, фактор репродукции семян (новосибирская и красноярская). В дальнейшем коллекция пшеницы пополнялась из различных источников (КрасНИИСХ, СибНИИРС, кафедра растениеводства КрасГАУ и др.). В 1989-1990 гг. было изучено 87 образцов, 1990-1995 гг. - 15, 1986-2003 гг. - 34 сорта, бывших в районировании, в 2002-2004 гг. - 18 сортов. Рабочая коллекция ячменя в 1989-1991 гг. состояла из 108 образцов, а в 2001-2003 гг. - 22. Закладку опытов, учеты и наблюдения проводили в соответствии с методикой государственного сортоиспытания с.-х. культур (1985, 1989) и методическими указаниями ВНИИР по изучению мировой коллекции пшеницы (1977, 1985), ячменя и овса (1981).
В 1995-1999 г.г. изучали изменчивость и наследование количественных признаков яровой пшеницы и ячменя. Объектом исследований по обеим культурам служили по 6 сортов и 18 гибридов поколения F1 и F2, полученных по реципрокной схеме скрещиваний. В гибридизацию брали родительские формы, различающиеся по продолжительности вегетационного периода и элементам структуры урожая: пшеница - Скала, Тулунская 12 (Иркутская обл.), Саратовская 29 (Саратовская обл.), Ветлужанка, линия 2/93 (Красноярский край), Мильтурум 553 (Омская обл.); ячмень - Novosadski 292 (Югославия), Ранний 1 (Новосибирская обл.), Кедр, Красноярский 80 (Красноярский край), Гамбринус (Нидерланды), Са 220702 (Дания). Гибриды F1 высевали в трехкратной повторности по 35 зерен на 3 рядках, F2 - по 150-250 зерен на 4-7 рядках, вручную, с площадью питания 2х20 см2. Глубина заделки семян - 5см. Срок посева 16-19 мая. Размещение вариантов рандомизированное. Родительские сорта высевали через 10 рядков. Фазу колошения отмечали для каждого растения. В 2000-2004 г.г. изучали характер цветения яровой пшеницы на линиях, выделенных из сортов Скала, Тулунская 12, Саратовская 29, Ветлужанка, Мильтурум 553 и линия 2/93. Подсчет пыльников и числа цветков в колосе делали на 35 колосьях каждого сорта в трехкратной повторности. Процент открытого цветения определяли по выбрасыванию пыльников из цветков в колосе.
Реакцию исходного и селекционного материала яровой пшеницы и ячменя на длину дня изучали на 8 сортах пшеницы, 10 - ячменя и реципрокных гибридах (F1, F2). Фотопериодическое воздействие на растения осуществляли с момента появления всходов до полного выколашивания. Растения выращивали на выщелоченном черноземе в пластиковых 5-литровых вегетационных сосудах в условиях 9-, 12- и 17- часового фотопериода. Освещение на уровне ассимиляционной поверхности активных листьев поддерживали 80±5 ВТ на м2 ФАР.
Статистическая обработка полученных данных проведена методами вариационного, дисперсионного, корреляционного и компонентного анализов (Снедекор, 1961; Рокицкий, 1973; Доспехов, 1979). Оценку ущерба от варьирования продуктивности во времени и в пространстве выполняли по программе «Сорт» (Южаков, Жуков, Никитина, 1989). Экологическую стабильность сортообразцов оценивали по методике Н. А. Соболева (1980). Количество запасенной энергии в зерновом белке и уровень экологической пластичности определяли по Д. А. Сапрыгину (1984, 1987). Характер наследования количественных признаков оценивали по показателю степени доминантности (Griffing, 1956), комбинационную способность по методике В. К. Савченко (1973), коэффициент наследуемости определяли в широком смысле по Снедекору (1961), в узком смысле - на основе варианс ОКС и СКС (Турбин, Хотылева, Тарутина, 1974).
Агрометеорологические условия вегетации в годы исследований были весьма разнообразны и достаточно полно отражали особенности климатических зон. Почвы в учхозе «Миндерлинское» и ОПХ «Элитное» были представлены выщелоченным среднемощным черноземом, в ОПХ «Минино» - обыкновенным среднемощным черноземом с пятнами выщелоченного. ОПХ «Элитное» по многолетним данным характеризуется более высокой (от 0,3 до 3,00С) температурой воздуха по всем декадам вегетации, по сравнению с учхозом «Миндерлинское». Сумма температур воздуха выше 10о за период вегетации больше в ОПХ «Элитное» на 77-459оС. Осадков выпадает больше здесь в первую, третью декады июня, вторую, третью декады июля, первую - августа.
ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЧИВОСТИ СЕЛЕКЦИОННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ ПШЕНИЦЫ И ЯЧМЕНЯ В УСЛОВИЯХ СИБИРИ
Изучение закономерностей модификационной и генотипической изменчивости количественных признаков позволяет прогнозировать эффективность отбора по наиболее важным из них.
Изменчивость признаков пшеницы в разных эколого-географических условиях среды (лесостепь, Красноярский край, Новосибирская область). Анализ изменчивости признаков показал, что уровень их генотипического варьирования значительно ниже, чем модификационного, особенно по урожайности зерна, озерненности и массе зерна с колоса, высоте растений (рис. 1). Фактически одинаковы коэффициенты модификационного и генотипического варьирования по массе 1000 зерен, незначительно они отличаются по количеству продуктивных стеблей на единицу площади и выживаемости растений к уборке. Указанные признаки в меньшей степени зависят от условий года и места выращивания и отбор генотипически отличающихся образцов по ним, будет наиболее эффективным.
1. Урожайность зерна. 2. Масса 1000 зерен. 3. Озерненность колоса. 4. Масса зерна с колоса. 5. Продуктивный стеблестой, 1м2. 6. Высота растений. 7. Продуктивная кустистость. 8. Полевая всхожесть. 9. Выживаемость растений к уборке.
Рисунок 1 - Характер изменчивости количественных признаков у 59 образца пшеницы в 2-х географических пунктах (Красноярск,Новосибирск, 1980-1983 г.г.).
По уровню варьирования количественные признаки разделили на 4 группы: ниже среднего, СVm=10,1-12,0% - масса 1000 зерен; средний, СVm=12,1-18,0% - полевая всхожесть, количество продуктивных стеблей на 1м2, продуктивная кустистость, выживаемость растений к уборке; выше среднего, СVm=18,1-20,0% - высота растений; очень высокий, СVm>30,1% - урожайность, масса зерна с колоса и озерненность колоса.
Выявлены существенные различия по уровню варьирования признаков для одного и того же набора сортов в зависимости от зоны. Варьирование признаков в Красноярской лесостепи выше, по сравнению с Новосибирской, по урожайности зерна на 11,9%, массе зерна с колоса - 20,3%, озерненности колоса - 7,6%, высоте растений - 4,2% и продуктивной кустистости - 3,4% (рис. 2). Отмечены в разных пунктах несущественные различия по варьированию продолжительности вегетационного периода, числа продуктивных стеблей на 1м2, массы 1000 зерен.
В Красноярской лесостепи наибольшую долю влияния условия вегетации оказали на изменчивость высоты растений (90,6%), урожайности зерна (85,3%), массы зерна с колоса (59,7%), числа продуктивных стеблей на единицу площади (53,1%), озерненности колоса (48,7%), продолжительности вегетационного периода (39,9%).
1. Урожайность. 2. Масса зерна с колоса. 3. Масса 1000 зерен. 4. Продуктивных стеблей, шт./м2. 5. Вегетационный период. 6. Озерненность колоса. 7. Высота растения. 8. Продуктивная кустистость.
Рисунок 2 - Варьирование основных количественных признаков
в изучаемых географических пунктах (1980-1983 гг., 59 образцов).
В условиях Новосибирска, доля генотипической изменчивости в общем варьировании почти по всем признакам выше, и прежде всего: по урожайности зерна на 16,7%, массе зерна с колоса - 13,5%, озерненности главного колоса - 13,3%, высоте растений - 19,8%, массе 1000 зерен - 13,9% и др., кроме продолжительности вегетационного периода. Изменчивость вегетационного периода в Красноярской лесостепи обусловлена большим варьированием межфазного периода колошение-созревание (V=12,2-20,4%). Длительность его в лесостепи Новосибирской области находилась в пределах 72-84 дня, в Красноярской лесостепи - 75-95 дней. Основная масса сухого вещества всего растения в условиях Красноярской лесостепи создавалась в первую половину вегетации (r=+0,22±0,11…+0,61±0,08). В лесостепи же Новосибирской области значительная часть ее формировалась во второй период вегетации (r=+0,20…0,45). Биология развития большинства изучаемых образцов пшеницы не соответствует природно-климатическим факторам лесостепной зоны края (недостаток осадков во время закладки генеративных органов, дефицит тепла и повышенное количество осадков в период созревания), что ведет к существенному снижению потенциала продуктивности растений и большей зависимости развития количественных признаков от условий вегетации.
Изменчивость признаков у сортов пшеницы разного географического происхождения. Сравнение групп сортов разного географического происхождения в двух пунктах (Красноярск, Новосибирск) подтвердило наиболее высокий уровень варьирования изучаемых признаков в Красноярской лесостепи, особенно по массе зерна с колоса и озерненности колоса, урожайности зерна, высоте растений. Выявлены группы сортов с более низким (сорта алтайской селекции) и высоким уровнем (новосибирской и иркутской селекции) варьирования урожайности в обеих зонах. Мы изучили 34 сорта (1986-2003 гг.), которые были районированы в Красноярском крае. Из них выделились сорта с меньшей амплитудой изменчивости урожайности - местной селекции (23,8%) и Швеции (23,9%) и высокой - саратовской селекции (35,0%) и Омской области (31,2%). Высокую урожайность в крае показали сорта красноярской селекции (2,54т/га), наряду с сортами - из Саратовской (2,68т/га) и Омской областей (2,55т/га). Высокие показатели урожайности местных сортов, наряду с меньшей амплитудой ее изменчивости по годам, указывают на лучшую приспособленность их к эколого-географическим условиям лесостепной зоны края.
Влияние места репродукции семян на урожайность и технологические качества зерна. На изменчивость урожайности оказывало существенное влияние место репродукции семян (2-24,6%). Довольно благоприятные условия формирования, налива и созревания семян и, прежде всего, более высокая среднесуточная температура воздуха в августе в зоне Новосибирска, дают здесь лучшее зерно по посевным и технологическим качествам. Наблюдали неодинаковую урожайность сортов различного географического происхождения при посеве их семенами разных мест репродукции (Новосибирск, Красноярск). Высокая урожайность получена у сортов алтайской селекции семенами новосибирской репродукции во все годы, а у сортов саратовской и красноярской групп в 1981 и 1982 г.г. Не было существенной разницы по урожайности при посеве семенами обоих мест репродукции у сортов из Омской и Новосибирской области. Представляют интерес сорта Тулунской госселекстанции, которые по своим биологическим особенностям способны формировать зерно с высокими урожайными свойствами при пониженных температурах и повышенном количестве осадков в период налива и созревания. Поэтому они и занимают основные площади посева пшеницы в Красноярском крае. Лучшее качество клейковины имело зерно (кроме 2 сортов), полученное из семян новосибирской репродукции.
Изменчивость количественных признаков ячменя
Степень варьирования изучаемых признаков неодинакова у многорядных и двурядных ячменей. У двурядных ячменей (44 образца) она меньше на 6,4% по озерненности главного колоса, 1,5% - длине колоса, 3,8% - массе зерна с главного колоса, чем у многорядных (19 образцов). По остальным признакам выше уровень изменчивости у многорядных ячменей.
У среднеспелых образцов ячменя выше процент варьирования по высоте растений (15,4%), общей (24,0%) и продуктивной кустистости (24,8%), массе зерна с главного колоса (34,6%), урожайности (25,2%), продолжительности вегетационного периода (13,6%). Среднепоздние сорта отличались большим варьированием озерненности (28,4%), так как недостаток влаги в период кущение - колошение сказывался, прежде всего, на их числе в колосе.
По результатам двухфакторного дисперсионного анализа 63 образцов ячменя выяснили, что доля влияния генотипа значительна на изменчивость продолжительности вегетационного периода и массы 1000 зерен (табл. 1). Самая низкая генотипическая изменчивость выявлена по массе зерна с колоса (10,2%). Данный признак сильно зависит от условий вегетации и взаимодействия «генотип х годы». Сильное влияние условий вегетации и взаимодействия «генотип х годы» наблюдали на изменчивость озерненности колоса, числа продуктивных побегов, высоту растений, урожайность.
Таблица 1 - Доля влияния изучаемых факторов на изменчивость хозяйственно-ценных признаков ячменя, % (1989-1991 гг., по данным 63 образцов, Красноярск)
Признаки |
Генотип |
Годы |
Генотип х годы |
Случайные факторы |
|
Урожайность Продолжительность вегетационного периода Масса зерна с колоса Озерненность колоса Масса 1000 зерен Продуктивный стеблестой Продуктивная кустистость Высота растений |
21,6** 59,8** 10,2** 23,2** 45,6** 19,5** 17,7** 22,3** |
32,5** 14,6** 43,4** 38,7** 21,3** 43,1** 46,9** 43,1** |
42,7** 18,4** 41,8** 35,5** 28,9** 33,7** 32,9** 30,3** |
3,2 7,2 4,6 2,6 4,2 3,7 2,5 4,3 |
Достоверно: при P <0,01**.
ХАРАКТЕРИСТИКА ВЫДЕЛЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ
На основании оценки изменчивости признаков у исходного материала в разных эколого-географических пунктах и в разные годы выявлены источники пшеницы и ячменя по ряду хозяйственно-ценных признаков.
Источники и доноры яровой пшеницы по отдельным признакам и их комплексу
В связи с усложнением задач селекции проблема исходного материала является особенно актуальной. И хотя сформирован генофонд по многим культурам, все еще остро ощущается недостаток в исходном материале для получения заданной модели сорта (Шиндин, 2002).
Продолжительность вегетационного периода. Для Восточной Сибири продолжительность вегетационного периода имеет существенное значение. Среднеспелые сорта здесь являются самыми продуктивными, так как они полнее используют сумму эффективных положительных температур для накопления большей биомассы урожая зерна и лучше используют условия благоприятных лет для резкого увеличения урожая. Корреляция продолжительности вегетационного периода и фазы всходы - колошение с урожайностью в Красноярской лесостепи существенна в более благоприятные годы по сумме осадков в течение вегетации (r=+0,24…0,51, 1982г.), за счет удлинения периода всходы - колошение от 37 до 41 дня. Высокой урожайностью в разных экологических условиях характеризовались образцы среднеспелые и среднепоздние, с амплитудой изменчивости вегетационного периода от 71 до 101 дня, фаз всходы - колошение - 32-48 дней и колошение - восковая спелость - 33-59 дней. Большинство образцов (80,0%), выделившихся по урожайности, характеризовались более быстрым прохождением периода всходы - колошение (32-43 дня). Замедленное развитие в первый период вегетации (36-49 дней) отмечено для сортов Мильтурум 1597, Лютесценс 1182, Новосибирская 81 (Новосибирск. обл.), Грекум 28, Маяк (Алтайский край), Омская 18, Омская 32, Омская 33 (Омская обл.).
Высота растений. Она варьировала в зависимости от условий года от 46 см до 92 см. Устойчивыми к полеганию в увлажненные годы оказались образцы пшеницы, имеющие высоту растений в пределах 76-91см: Иртышанка 10, Омская 17, Омская 22, Омская 24 (Омская обл.), Новосибирская 81, Лютесценс 1182 (Новосибирская обл.), Курганская (Курганская обл.), Лютесценс 12, Лютесценс 18, Лютесценс 19, Алтайская 81 (Алтайский край.), Ильменская (Челябинская обл.), Дакке (Швеция).
Корневая система. В условиях Красноярской лесостепи урожайность зерна коррелировала с числом зародышевых корней (r=+0,27) в год с выраженной весенне-летней засухой (1980 г.) и числом узловых корней (r=+0,22…0,41) в годы с наиболее благоприятным сочетанием осадков и температуры воздуха (1982, 1983). Существенны коэффициенты корреляции во все годы изучения между массой зерна (+0,31…0,52) и озерненностью с растения (0,31…0,62), длиной колоса (+0,21…0,54) и числом узловых корней. Зародышевые корни в засушливых условиях (1980, 1981гг.) имели наиболее существенную связь с высотой растений (r=+0,28…0,36), чем узловые корни (r=+0,16…0,30), что связано с небольшим количеством узловых корней и меньшей глубиной их проникновения в почву. Сорта существенно различались по скорости появления корешков на третьи сутки. Выделилась большая группа образцов пшеницы, характеризующаяся более высокими темпами нарастания зародышевых корешков: Целинная 21 (Казахстан), Альбидум 43, Альбидум 24, Саратовская 29, Саратовская 51 (Саратовская обл.), Зарница, 35/74, Красноярская (Красноярский край), к-38763 (Тыва), Иртышанка 10, Лютесценс 479, Лютесценс 956 (Омская обл.), Новосибирская 81, Лютесценс 1436 (Новосибирская обл.), к-26442 (Азербайджан), , 4642(А) (Алтайский край), Гирка (Воронежская обл.). Наиболее медленный темп роста зародышевых корешков у образцов интенсивного типа, снижающих резко урожайность в условиях весенне-летней засухи: Зауральская, Вера (Курганская обл.), Гa 3491 (Финляндия), Черепановская, Маслянинская, 555/15, Мильтурум 1597 (Новосибирская обл.), Ww 16113 (Швеция), Безостая 1 х Саратовская 29, Маяк (Алтайский край), Heines Koga II (Германия).
Оценка образцов по устойчивости к болезням и вредителям. В процессе изучения исходного материала выделено 12 образцов, которые не поражались пыльной головней в полевых условиях: Альбидум 43 (Саратовская обл.), Лютесценс 13957 (Челябинская обл.), Алтайская 80 (Алтайский край), АНК-1, Черепановская, Новосибирская 81, Сибирская 65 (Новосибирская обл.), Красноярская, Новосолянская, Черемшанка (Красноярский край), к-42759 (Украина), Омская 20 (Омская обл.). Высокую устойчивость к бурой ржавчине (0-1 балл) показали образцы: Зауральская (Курганская обл.), 555/15 (Новосибирская обл.), Карабалыкская 82 (Казахстан), Саратовская 52 (Саратовская обл.) и Sv 01320 (Швеция). Устойчивыми к мучнистой росе (0-1 балл) оказались Дакке (Швеция), Саратовская 60, Белянка (Саратовская обл.), Красноуфимская 90 (Свердловская обл.), Димитровка 5-12 (Болгария), МИС (Московская обл.).
Внутристеблевые вредители приводят к снижению густоты стояния растений. Уже в фазу полных всходов в отдельные годы гибель растений от них достигала 11,5%. Степень повреждения главного стебля была от стеблевой блохи - 19,8-50,3%, яровой - 0-6,0%, шведской - 0-5,3% и гессенской мухи - 0-2,0% (1980-1983г.г.). Снижение кустистости к уборке из-за повреждения боковых побегов внутристеблевыми вредителями и поражения болезнями происходило на 22,2-50,0 %.
Интерес представляют образцы с комплексной устойчивостью к пыльной головне, корневым гнилям и повреждению внутристеблевыми вредителями: Новосибирская 81, к-16825, Богарная, Лютесценс 130, Лютесценс 19, Саратовская 39, 36/74, Черепановская, Ильичевка, Дакке, Карабалыкская 82.
Элементы продуктивности колоса. Выявлены образцы яровой пшеницы с высокой массой 1000 зерен (37,0-40,2г) и меньшим варьированием (V=7-13,7%) в изменчивых условиях среды: 36/74, Лютесценс 12, Вера, Лютесценс 38, Лютесценс 130, Грекум 114, Богарная, Саратовская 51, 72/76, Новосибирская 81, Целинная 21, Омская 32, Памяти Азиева, Лютесценс 128/94-102, Ветлужанка, Омская 28, Омская 33.
Лучшую озерненность колоса и стабильность этого признака в варьирующих условиях среды показали, в основном, образцы сибирской селекции. Выделены источники, которые используются в гибридизации: 56/76, Лютесценс 12, Лютесценс 18, 72/76, Эритроспермум 21, Лютесценс 1182, Приобская, Аленькая улучшенная, Алтайская 81, Омская 29, Омская 32, Ветлужанка, Селенга, Арюна, Белянка.
Высокую продуктивность главного колоса (0,74-1,04г) и относительную ее стабильность (17,4-31,6%) в Красноярской лесостепи имели образцы: Алтайская 81, Эритроспермум 21, Маяк, Грекум 28, Лютесценс 38, Лютесценс 12 (Алтайский край), Целинная 21, Полуостая (Казахстан), 36/74, 238/74, 89/76, 56/76 (Красноярский край) Лютесценс 130 (Куйбышевская обл.), Саратовская 51 (Саратовская обл.), Вера, Зауральская (Курганская обл.), Омская 32, Омская 29, Лютесценс 128/94-102, Лютесценс 299/95 (Омская обл.).
Число продуктивных стеблей и площадь листовой поверхности. Устойчиво сохраняли продуктивный стеблестой на единицу площади образцы Сибири, Азербайджана, Поволжья. Представляют практический интерес для селекции сорта, устойчивые к изреживанию стеблестоя в неблагоприятных условиях среды: Гальянка, Аленькая улучшенная, Полуостая, Сибирячка, Лютесценс 18, Лютесценс 38, Буляк, Суходол, Новосибирская 81, к-42759, к-26442, Горьковская 15, Альбидум 24, Иртышанка 10, Саратовская 36, Богарная, Зарница, Красноярская, к-16825, к-40782, 6/76, Грекум 28, к-15335, к-16828, Лютесценс 53/12, Алтайская 81, 555/15, Лютесценс 956, Бурятская 79, Лютесценс 937, МИС, Омская 28, Омская 21. Оптимальной величиной продуктивной кустистости в лесостепной зоне Сибири следует считать 1,1-1,3 стебля на растение.
Выявлена достоверная корреляция урожайности с площадью листьев в фазу колошения во все годы изучения (r=+0,23±0,11…0,35±0,10). Выделились образцы, способные формировать хорошую площадь листовой поверхности к фазе выхода растений в трубку (1,84-2,25м2/м2): Алтайская 81, Маяк, Мильтурум 1597, Лютесценс 18, Черепановская, Грекум 28, Новосибирская 81, Лютесценс 19, 72/76, Лютесценс 12, Лютесценс 1182, 36/74, Горьковская 15, Равнина, Лютесценс 25, Омская 28. Высокий Кхоз. эффективности в среднем по опыту отмечен в 1983 г. (43,6%) при благоприятном сочетании высоты растений с урожайностью зерна. Наибольшие показатели коэффициента (42,0-45,2%) имели образцы: 36/74, Веснянка, 35/74, Суходол, Альбидум 24, 429/74, Равнина, Воля, Лютесценс 130, Богарная, Новосибирская 81, Целинная 21, Скала.
Технологическая оценка исходного материала. Из 18 исследуемых показателей качества зерна наиболее стабильными были водопоглотительная способность муки (V=2,0-6,5%), натура зерна (V=1,2-7,6%), общая хлебопекарная оценка (V=3,8-14,7%), качество клейковины по ИДК-1 (V=4,4-15,7%), содержание белка (V=4,3-16,5%). Высокая изменчивость (V=24,8-43,0%) характерна для показателей: отношение упругости к растяжимости, сила муки, время до начала разжижения, разжижение, упругость теста, седиментация. Более высокий размах изменчивости между образцами наблюдали по содержанию белка (9%), клейковины (21%) и качеству клейковины (40 ед. прибора ИДК) в лесостепной зоне Новосибирской области. Эти данные подтверждаются дисперсионным анализом 54 образцов пшеницы. На изменчивость данных показателей в Красноярской лесостепи в большей степени оказали влияние фактор взаимодействие «генотип х годы» (36,2-67,8%), в северной лесостепи Новосибирской области - «годы» (37,0-72,8%). Небольшое количество образцов имели в разных условиях хорошую по качеству клейковину (49-80 ед. прибора ИДК-1): Скала, Алтайская 81, АНК-1, Маяк, Лютесценс 1182, 89/76, Красноярская, Зарница, Саратовская 36, Богарная, Лютесценс 12, Росинка, Алтайский простор, Минесота; по силе муки (375-674 е.а.), упругости и отношению упругости к растяжимости: Алтайская 80, Лютесценс 19, 89/76, 6/76, Лютесценс 12, Лютесценс 38, Лютесценс 18, 76/76, 72/76, 56/76, Зауральская. По комплексу технологических качеств выделились: Алтайская 81, 410/74, Алтайская 80, Грекум 28, 429/74.
Экологическая пластичность и ее оценка
Достоверная оценка образцов по параметрам стабильности и пластичности может быть достигнута путем изучения их в резко контрастных условиях среды в течение нескольких лет, что особенно важно для лесостепной зоны Восточной Сибири, где короткий вегетационный период и частая изменчивость погодных факторов ограничивают возможность реализации потенциальной продуктивности сортов инорайонной селекции. Они в большей степени подвержены воздействию неблагоприятных условий вегетации, на что указывает широкий диапазон варьирования, как урожайности, так и количественных признаков по годам. Высокого уровня доходности производства можно достичь, если возделывать сорт с наиболее удачным сочетанием стабильности и средней урожайности (Соболев, 1980).
Результаты трехфакторного дисперсионного анализа 59 образцов пшеницы (1980-1983 гг., Красноярск, Новосибирск) показали, что изменчивость урожайности, прежде всего, обусловлена взаимодействием «годы х пункты» (80,8%) и в меньшей степени - генетическими различиями (0,77%). В более узком территориальном районе (Красноярская лесостепь) при анализе 87 (1989-1990 гг.) и 13 образцов (1990-1994 гг.) получили, что на взаимодействие «сорт х годы» приходится основная доля изменчивости урожайности (71,1-91,5%). Амплитуда изменчивости урожайности у образцов пшеницы составила 11,9% (Алтайская 80) - 56,1% (Маслянинская).
Расчет параметров экологической пластичности и стабильности урожайности проводили по трем методикам: Н. А. Соболев (1980), «Сорт» (Южаков, Жуков, Никитина, 1989), Д. А. Сапрыгин (1984; 1987): Близкие значения параметров стабильности получены по методике Н.А. Соболева и программе «Сорт». Меньшие недоборы урожая и высокая эффективная урожайность получена по образцам пшеницы: 36/74, Саратовская 29, 35/74, 76/76, Грекум 28, Полуостая, 6/76. К группе сортов, отзывчивых на улучшение условий выращивания, относятся Иртышанка 10, Алтайская 81, Равнина, Новосибирская 81, Зауральская, Мильтурум 1597, Лютесценс 1182.
Показатели относительной стабильности урожайности находившихся в районировании сортов в 1986-2003 гг. были 0,62-0,92 по Н. А. Соболеву и 0,17-0,42 т/га по А. И. Южакову и др. Из 29 сортов только 8 имели показатели ниже 0,80, что говорит о приспособленности районированных сортов к условиям вегетации в крае. Высокие показатели стабильности по обеим методикам имели сорта Ракета, Сибирская местная, Диамант, ГДС 11, Равнина, Помпе, Веснянка. Наиболее реагирующими на изменение условий вегетации были: Бурятская, Саратовская 29, Грекум 114, Иртышанка 10, Сибаковская 3, Бирюсинка, Лютесценс 758 (табл. 2). Более стабильными по урожайности являются сорта местной селекции: Красноярская, Равнина, Ветлужанка, Веснянка, Двулинейная, чем сорта, районированные из других географических зон: Омская 12, Иртышанка, Саратовская 29.
Таблица 2 - Оценка эффективной продуктивности (1986-2003 г.г.)
Сорт |
Средняя урожайность |
Ущерб от неустойчивости |
Эффективная урожайность |
||||
т/га |
Ранг |
т/га |
ранг |
т/га |
ранг |
||
Ноэ Мильтурум 321 ГДС II Альбидум 3700 Диамант Мильтурум 553 Сибирская местная Ударница Красноярская 1103 Скала Саратовская 29 Лютесценс 758 Бирюсинка Грекум 114 Помпе Новосибирская 67 Зарница Саянская 55 Бурятская Омская 9 Красноярская Сибаковская 3 Иртышанка 10 Омская 12 Красноярская 83 Веснянка Равнина Двулинейная Ракета |
2,30 1,92 2,16 2,32 2,06 2,40 2,34 2,33 2,36 2,50 2,91 2,45 1,81 2,21 2,46 2,12 2,77 2,39 2,68 2,48 2,73 2,62 3,06 3,06 2,59 2,80 2,74 2,97 2,26 |
12 28 25 21 27 16 19 20 18 12 4 15 19 24 14 26 6 17 9 13 8 10 2 1 11 5 7 3 23 |
0,257 0,212 0,193 0,272 0,176 0,239 0,191 0,266 0,267 0,258 0,422 0,309 0,256 0,357 0,227 0,243 0,275 0,296 0,406 0,282 0,260 0,318 0,372 0,288 0,267 0,254 0,236 0,305 0,174 |
18 25 26 12 28 22 27 15 14 17 1 6 19 4 24 21 11 8 2 10 16 5 3 9 13 20 23 7 29 |
2,05 1,71 1,97 2,05 1,88 2,16 2,15 2,07 2,10 2,25 2,49 2,14 1,55 1,85 2,23 1,88 2,50 2,10 2,28 2,20 2,47 2,31 2,69 2,78 2,32 2,55 2,50 2,67 2,09 |
21 28 24 21 26 15 16 20 19 13 7 17 29 25 9 27 6 18 12 14 8 11 2 1 10 4 5 3 23 |
|
НСР05 |
0,36 |
Высокие сортовые индексы (Сапрыгин, 1984), показали среднеспелый сорт Лютесценс 18 (124) и среднепоздние: Алтайская 81, Грекум 28 (по 116). По критерию запасаемой энергии в урожае зерна выделились сортообразцы: Грекум 28, Лютесценс 18, Полуостая, Мильтурум 1597, Целинная 21, 56/76. По комплексу показателей количества и качества урожая представляют практический интерес сортообразцы: Лютесценс 18, Алтайская 81, Грекум 28, Курганская, Лютесценс 19, Лютесценс 12, Мильтурум 1597, Целинная 21, Маяк, Буляк, Равнина, Лютесценс 4, Новосибирская 81, 56/76, Лютесценс 1182.
ИСТОЧНИКИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ
Продолжительность вегетационного периода. В условиях Красноярской лесостепи урожайность ячменя в большей степени зависит от продолжительности периода всходы-колошение (r=+0,36±0,21...0,54±0,16, 1989-1991 гг., 1996-1999 гг.). Удлинение этого периода ведет к росту урожайности. Оптимальная продолжительность данного периода составила 42-50 дней, колошение - восковая спелость - 27-35 дней. Оптимальное соотношение их имеют 24 сорта, из них: Сибирский (Омская обл.), Агул, Рассвет, Агул 2, Баджей, Красноярский 1 (Красноярский край), Червонец (Иркутская обл.), Новосибирский 80, СИР 2 (Новосибирская обл.), Нарымчанин (Томская обл.), Азимут (Белоруссия), Донецкий 9, Харьковский 80, Харьковский 99 (Украина), Ерофей (Хабаровский край). Заслуживают внимания образцы, устойчивые к весенне-летней засухе: Целинный 5 (Казахстан), Черниговский 5, Черноморец, Винницкий 3, Одесский 110, Одесский 115, Донецкий 650 (Украина), Субмедикум 199 (Саратовская обл.), Кору, Дельта, Клаксон (Англия), Зазерский 85 (Белоруссия), Кейстон (Канада), Омский 13709, Омский 85 (Омская обл.) и Нарымчанин.
Устойчивость к полеганию и высота растений. По устойчивости к полеганию (7-9 баллов) выделились сорта: Луч (Кировская обл.), Зазерский 85 (Белоруссия), Нарымчанин (Томская обл.), Неполегающий, Червонец (Иркутская обл.), Сибирский 2, Омский 85 (Омская обл.), Баджей, Красноярский 80 (Красноярский край), СИР 2 (Новосибирская обл.), Харьковский 80, Прерия, Горынь, (Украина), Оренбургский 35 (Оренбургская обл.), Ерофей (Хабаровский край), Vista, (Англия), Defra, Femina, Elgina (Германия), Heartland, Конквист (Канада), Birgitta, Una, Gimpel (Германия), Effendi (Нидерланды), Gregor (Франция), Kristina, Pernilla (Швеция), Ca 602222 (Дания), Карат, Диамант (Чехословакия, 1989-1991 г.г.), Piri (Бельгия). Устойчивыми к полеганию являются образцы ячменя с высотой растений 68-85 см.
Устойчивость к грибным болезням. Практически устойчивы к пыльной головне [Ustilago nuda (Jens), Kell et Swin] при искусственном заражении (0-5,0%) образцы: Омский 85 (Омская обл.), Новосибирский 80, СИР 2 (Новосибирская обл.), Нарымчанин (Томская обл.), Красноярский 1, Кедр (Красноярский край), Клаксон (Англия), Зерноград, Гусар (Украина). Высокая устойчивость к этому заболеванию xарактерна для сортообразцов: Красноярский 80, Енисей (Красноярский край), Харьковский 306 (Украина), Луч (Кировская обл.), Ogalitsu (Канада), к-3647, Harland Primus II (США), Laplata Cafita FA-724, Bomto (Аргентина), Emir, Effendi (Нидерланды), Conquest (Канада), C. I. 13662, Fox (США), Jet (Эфиопия).
Качество зерна сортообразцов ячменя. Выделена группа сортов с повышенным содержанием белка в зерне (15,8-18,1%) и высокой продуктивностью (310-485 г/м2): Харьковский 306, к-19717 (Азербайджан), к-7764 (Турция), к-8695 (Эфиопия), к-6285, к-8801 (Италия), В-42 Fjola (Канада), к-7452 (Мексика), Rokkakuozeki (Япония), Агул 2 (Красноярский край), Линия 152, Линия 421 (Новосибирская обл.), UO-4099669 (Белоруссия), к-7764, к-8953, к-9265 (Турция), к-3880 (Монголия).
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОЖАЙНОСТИ
Взаимосвязь количественных признаков у пшеницы и согласованность их изменения в разных условиях среды. Урожайность существующих и создаваемых сортов во многом зависит от оптимального сочетания признаков продуктивности в них. Для изучаемых географических пунктов (Новосибирск, Красноярск) выделен ведущий элемент структуры, играющий основную роль в формировании урожайности - масса зерна с колоса (r=+0,22…0,70 и +0,48…0,72 соответственно). Наиболее тесная сопряженность с данным элементом структуры установлена в Красноярской лесостепи (r=+0,48…0,72, 1980-1983 гг.; r=+0,25...0,91, 1989-1995 гг.). Кроме того, получена средняя связь урожайности с озерненностью колоса (r=+0,43…0,58, 1980-1983 гг.; r=+0,05...0,73, 1989-1995 гг.). Масса 1000 зерен, высота растений и число продуктивных побегов на 1м2 играли существенную роль в определении продуктивности только в менее благоприятные годы.
В условиях же Новосибирска уровни коэффициентов корреляции урожайности с массой 1000 зерен и озерненностью были неустойчивы по годам. Здесь сильнее сопряженность урожайности с высотой растений (r=+0,24…0,31, 1980-1983г.г.) и числом продуктивных стеблей на единицу площади (r=+0,22…0,62). Увеличение вклада числа продуктивных стеблей в Западной Сибири связано с более разреженным числом растений на единицу площади. Коэффициенты корреляции по группам сортов разного географического происхождения указывают на то, что для условий северной лесостепи Новосибирской области определяющая роль в формировании урожайности принадлежит массе зерна с колоса и массе 1000 зерен, кроме саратовских сортов, для которых ведущими элементами являются озерненность колоса и продуктивный стеблестой. Наряду с этим, каждый из изучаемых наборов образцов характеризуется своими особенностями корреляций признаков в определении урожая.
Для этих же групп сортов в условиях Красноярской лесостепи нет такой достоверной связи урожайности с массой зерна с колоса. Для каждого набора образцов разного географического происхождения под воздействием лимитирующих факторов внешней среды выявлены сдвиги коррелятивных связей по годам и числу признаков, определяющих урожайность. Поэтому при изучении исходного материала и подборе родительских пар для гибридизации необходимо учитывать, что сортам разного географического происхождения характерен свой набор признаков, определяющих их урожайность и что, в зависимости от условий выращивания происходит смена доминантных корреляций и комплекса соподчиненных признаков.
Продолжительность вегетационного периода в Красноярской лесостепи в одни годы изучения, в большей степени, определялась периодом всходы - колошение (r=+0,62…0,75; 1981 и 1983 г.), в другие - находилась в одинаковой зависимости от обоих межфазных периодов (r=+0,58…0,68 и r=+0,56…0,70, соответственно, 1980 и 1982 г.). В условиях северной лесостепи Новосибирской области наблюдали другую зависимость: в 50,0% лет более сильную корреляцию вегетационного периода с межфазным периодом колошение - восковая спелость (r=+ 0,71…0,87; 1980 и 1983 г.г.), в остальные годы, примерно равные коэффициенты корреляции с периодами всходы-колошение и колошение-восковая спелость (r=+0,69…0,73 и +0,69…0,75).
Компонентный анализ при оценке исходного материала. Отбор по одному или нескольким признакам, без учета других, с ними связанных, может привести к нежелательным последствиям. Поэтому для выявления групп признаков, единых по своей сущности, из всей совокупности изучаемых, мы использовали метод главных компонент. Были получены четыре главные компоненты, на долю которых приходилось 76,5% суммарной дисперсии исходных признаков, которые отражали основные тенденции изменчивости (табл. 3).
Таблица 3 - Результаты анализа матрицы генотипических коэффициентов корреляции 12 количественных признаков пшеницы методом главных компонент (1980-1983 гг.)
Признак |
Коэффициенты нагрузки компонент |
|||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
||
Урожайность Масса 1000 зерен Озерненность колоса Масса зерна колоса Продуктивная кустистость Продуктивный стеблестой Полевая всхожесть Выживаемость растений к уборке Высота Всходы - колошение Колошение - созревание Вегетационный период |
+0,146 +0,625 +0,536 +0,869 -0,323 -0,689 -0,532 -0,427 -0,151 +0,494 +0,620 +0,723 |
+0,715 +0,084 +0,299 +0,229 +0,672 +0,653 +0,011 +0,552 +0,560 +0,036 +0,432 +0,268 |
-0,310 -0,677 +0,369 -0,244 +0,325 +0,142 -0,060 -0,160 -0,081 +0,742 -0,260 +0,496 |
+0,500 -0,030 +0,343 +0,211 -0,254 +0,165 +0,730 -0,155 -0,454 +0,104 -0,224 -0,069 |
+0,075 +0,225 -0,487 -0,183 -0,135 +0,126 -0,019 +0,464 -0,465 +0,322 +0,077 +0,311 |
|
Дисперсия компонент Доля влияния компонент, % Кумулятивное значение, % |
3,667 30,5 30,5 |
2,422 20,1 50,6 |
1,775 14,8 65,4 |
1,333 11,1 76,5 |
1,000 8,3 84,8 |
Примечание: критическое значение коэффициента нагрузки при
5%-ном уровне значимости равно 0,26.
Первая компонента (30,5% общего варьирования) выделила основной тип формирования продуктивности, доминирующий в коллекции: крупнозерность и высокая масса зерна с колоса сочетались с изреживанием стеблестоя и относительной позднеспелостью образцов: Безостая 1 х Саратовская 29, Вера, Грекум 114 и др. Во второй главной компоненте (20,1% варьирования признаков) наиболее высокие коэффициенты имели урожайность, продуктивное кущение и число продуктивных стеблей на 1 м2, высота растений. Группу образцов со средней озерненностью колоса, высокой сохранностью продуктивного стеблестоя, имеющих высоту более 68 см составили: Маяк, Иртышанка 10, Буляк, Гальянка и др. Анализ образцов пшеницы, выделившихся по первым двум компонентам, позволил выявить из них группу высокоурожайных сортов с третьим типом формирования продуктивности: высокая масса зерна с колоса, повышенная озерненность и масса 1000 зерен, оптимальный стеблестой на единицу площади, с более стабильной реализацией их потенциальных возможностей в разных условиях вегетации: Лютесценс 130, Алтайская 81, Новосибирская 81, Целинная 21, Саратовская 51, Саратовская 29, 35/74, Лютесценс 4, 36/74. Выделились 4 сорта, имеющие положительные значения переменных по четырем компонентам: Маяк, Новосибирская 81, Алтайская 81, Приобская. Они отличаются высокой урожайностью в благоприятные годы, удлиненным периодом всходы-колошение, повышенной озерненностью и массой зерна с колоса, оптимальным числом продуктивных стеблей на 1м2.
Оценка этим методом гибридов яровой пшеницы в F1 и F2 позволила выявить гибридные комбинации с комплексом положительных признаков и свойств, провести оценку генетической отдаленности между исследуемыми реципрокными гибридами, связи между ними и признаками. Группировка признаков и гибридов в системе координат 1-ой и 2-ой компоненты распределялась по-разному в зависимости от поколения. Анализ гибридных комбинаций поколения F1 по первым двум компонентам с положительными значениями их переменных, позволил выделить гибриды с высокой массой зерна с растения и продуктивной кустистостью, более высокой соломиной, средней продолжительностью периода всходы-колошение: Линия 2/93 х Мильтурум 553; Мильтурум 553 х Саратовская 29; Линия 2/93 х Тулунская 12; Саратовская 29 х Мильтурум 553. В F2 положительные значения первой и второй компоненты имели гибриды с высокой массой зерна с главного колоса, пониженной продуктивной кустистостью, среднеспелые: Ветлужанка Саратовская 29; Ветлужанка х Линия 2/93; Ветлужанка х Скала.
...Подобные документы
Ознакомление с морфологическими особенностями, технологией возделывания, требованиями сельскохозяйственного производства к сортам мягкой яровой пшеницы. Установление зависимости зерновой продуктивности от колебания урожайности разных сортов культуры.
дипломная работа [80,5 K], добавлен 14.07.2010Ботанико-морфологические особенности яровой пшеницы. Методика сортоиспытания зерновых культур и определения чистой продуктивности фотосинтеза. Структура урожая и урожайность. Оценка качества зерна. Агротехника возделывания яровой пшеницы, уход за посевом.
дипломная работа [673,9 K], добавлен 24.02.2014Агроклиматические условия произрастания яровой мягкой пшеницы. Оценка устойчивости растений к мучнистой росе и бурой ржавчине. Анализ структуры урожая по основным хозяйственно-ценным признакам. Экономическая эффективность новых сортов, линий, гибридов.
отчет по практике [962,1 K], добавлен 21.11.2011Ботаническая и биологическая характеристика яровой пшеницы, технология возделывания. Задачи и направления селекции культуры; методы оценки селекционного материала. Характеристика генотипа, генетическая детерминация и наследование селекционных признаков.
курсовая работа [947,9 K], добавлен 04.11.2013Народнохозяйственное значение яровой пшеницы, ее биологические и морфологические особенности, химический состав зерна. Влияние обработки почвы на продуктивность урожая. Технология и методика производства спирта из яровой пшеницы, рецептура водок.
курсовая работа [120,7 K], добавлен 27.06.2013Стандарт на семена яровой мягкой пшеницы и производство семян элиты. Особенности семеноводческой агротехники и контроль качества. Место в севообороте и обработка почвы после пласта многолетних трав. Посев, уход, защита посевов от болезней и уборка.
реферат [1,8 M], добавлен 03.08.2014Определение почвенно-климатических особенностей хозяйства. Ботаническая характеристика и биологические особенности яровой пшеницы. Подготовка семян пшеницы к посеву, севооборот, система удобрения и уход за всходами. Планирование урожайности пшеницы.
курсовая работа [242,1 K], добавлен 13.02.2015Морфологические и биологические признаки яровой пшеницы, влияние сорняков на технологические качества. Влияние степени засоренности на урожайность яровой пшеницы и на элементы структуры урожая. Экономическая оценка и эффективность результатов опыта.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 18.07.2010Значение яровой пшеницы как основной сельскохозяйственной культуры и ее биологические особенности. Динамика нарастание биомассы. Азотный режим почвы. Экономическая эффективность яровой пшеницы при разных сроках посева. Безопасность жизнедеятельности.
дипломная работа [83,3 K], добавлен 16.07.2010Народно-хозяйственное значение культуры. Морфологическая характеристика культуры. Фазы роста и развития яровой пшеницы. Влияние биостимулятора Радифарм и микроудобрения Гидромикс на урожайность яровой пшеницы в условиях Северо-Казахстанской области.
дипломная работа [967,8 K], добавлен 29.03.2015Установление биологических, биохимических и технологических показателей для оценки устойчивости зерна различных сортов ярового ячменя и озимой пшеницы к вредителям запасов. Определение экономической эффективности хранения зерна различных сортов.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 10.07.2014Агроклиматические и почвенные условия. Биологические и морфологические особенности яровой пшеницы сорта "Дарья". Интенсивная технология возделывания культуры. Размещение культур в севообороте. Расчет биологической урожайности по формуле А.М. Рябчикова.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 26.06.2010Биологические особенности, требования к теплу, почве и увлажнению яровой пшеницы. Методы обработки почвы под яровую пшеницу. Методы выбора мест посева ценных культур по их предшественникам. Расчет программируемой урожайности возделываемой культуры.
курсовая работа [54,3 K], добавлен 27.08.2009Биологические и морфологические особенности яровой пшеницы. Факторы, влияющие на качество урожая. Характеристика почвенно-климатических зон Красноярского края. Анализ качества клейковины, количественно-качественных показателей продовольственной пшеницы.
дипломная работа [67,3 K], добавлен 14.03.2011Характеристика морфо-биологических признаков яровой твердой пшеницы Оренбургская-10 и ее семян. Сортовой и семенной контроль пшеницы, его значение, методы и исполнители. Методика и техника определения показателей посевных качеств семян, полевая апробация.
курсовая работа [94,3 K], добавлен 08.12.2015Особенности и признаки яровой пшеницы. Оценка влияния климатических условий на элементы структуры ее урожая и влияния предшественников на продуктивность. Расчет экономической эффективности возделывания сортов яровой пшеницы по различным предшественникам.
дипломная работа [256,2 K], добавлен 28.06.2010Почвенно-климатические условия южной лесостепной зоны. Основные почвы зоны. Ботаническая характеристика пшеницы яровой мягкой. Расчет семеноводческих площадей в соответствии с порядком сортообновлений. Технология возделывания проса и гороха в хозяйстве.
курсовая работа [41,4 K], добавлен 27.04.2014Классификация, характеристика и химический состав зерна пшеницы. Осуществление лабораторного контроля за качеством зерна, принятого на хранение. Определение количества клейковины, влажности, степени зараженности вредителями, стекловидности зерна пшеницы.
дипломная работа [329,3 K], добавлен 14.05.2012Географическое положение, хозяйственная характеристика и агроклиматические условия Сарапульского района. Изучение биологических особенностей яровой пшеницы. Расчет климатически обеспеченной урожайности, доз удобрений. Размещение культуры в севообороте.
курсовая работа [74,5 K], добавлен 26.09.2014Биологические особенности культуры. Основные причины снижения качества зерна озимых. Температурный режим воздуха, режим влажности почвы и его влияние на рост и развитие зерновых. Расчет доз и норм удобрений на планируемую урожайность яровой пшеницы.
курсовая работа [57,7 K], добавлен 25.12.2014