Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

Селекция озимой и яровой тритикале различного использования для условий Северного Кавказа

Специальность 06.01.05- селекция и семеноводство

доктора сельскохозяйственных наук

Ковтуненко Виктор Яковлевич

Краснодар - 2009

Работа выполнена в ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко в 1991-2008 гг.

Научный консультант: доктор сельскохозяйственных наук, член корреспондент РАСХН Романенко Александр Алексеевич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, член корреспондент РАСХН Грабовец Анатолий Иванович;

доктор сельскохозяйственных наук, профессор Зеленский Григорий Леонидович

доктор сельскохозяйственных наук Кузнецова Тамара Евгеньевна

Ведущая организация: ГНУ «Всероссийский научно-исследоватепьский институт зерновых культур им.И.Г. Калиненко»

Защита состоится «17» ноября 2009 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д. 006.026.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте риса по адресу: 350921, г. Краснодар, п/о Белозёрное Тел.(факс) (861) 229-49-91

222-11-20

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института риса.

Автореферат разослан « » 2009 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

кандидат биологических наук Гончарова Ю.К.

зерновой тритикале селекционный продуктивность

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В решении обеспечения возрастающей потребности животноводства в высококачественных кормах, а населения в экологически чистых продуктах питания важным резервом является культура тритикале, сочетающая высокий потенциал продуктивности пшеницы с высокими адаптивными свойствами ржи.

Однако расширению производства тритикале в Краснодарском крае препятствуют не решённые селекционно-генетические проблемы: пониженная фертильность, склонность к полеганию, прорастание в колосе, нестабильность продуктивности, недостаточная устойчивость к болезням.

В этой связи дальнейшее развитие селекции в условиях Краснодарского края: изучение генофонда тритикале, синтез оригинального исходного материала, создание новых высококачественных, урожайных сортов имеет актуальное значение.

Цель и задачи исследований. Цель исследований - создание новых сортов тритикале (озимых, яровых, двуручек), обладающих повышенной адаптивностью, устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессам, повышенным потенциалом урожайности зерна и зелёной массы, с высокими кормовыми достоинствами, а также хорошими технологическими и хлебопекарными качествами.

В задачи исследований входило:

- изучить сортообразцы тритикале из мировой коллекции ВНИИ растениеводства им. Н.И.Вавилова и других научных учреждений, выявить источники и доноры хозяйственно-ценных признаков и свойств для селекции в условиях Краснодарского края;

- усовершенствовать схему и методы селекции в современных условиях, оценить эффективность различных типов скрещиваний при создании сортов тритикале;

- создать исходный материал с ценными хозяйственно-биологическими признаками и свойствами и на его основе отселектировать новые сорта тритикале различного образа жизни с повышенной зерновой продуктивностью, обладающие комплексной устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессам;

- использовать тритикале в качестве генетического «моста» ржаного генома R в создании высокоадаптивных сортов озимой мягкой пшеницы, сочетающих повышенную зерновую продуктивность с хорошими хлебопекарными качествами;

- показать структуру зерновой продуктивности и выявить корреляционные связи между её элементами у зернокормовых тритикале;

- разработать критерии отбора и браковки селекционного материала на зерновую продуктивность на разных этапах селекции;

- оценить пластичность и стабильность сортов и линий по урожаю зерна и зелёной массы при возделывании во времени по разным предшественникам;

- разработать параметры моделей перспективных сортов тритикале различного назначения;

- уточнить элементы оптимальной технологии возделывания сортов озимой тритикале: предшественники, сроки сева, нормы высева и дать рекомендации для производства;

- изучить эффективность использования тритикале в зелёном конвейере;

- провести оценку технологических свойств зерна и изучить пригодность и способы применения муки из зерна созданных сортов тритикале в хлебопечении;

- определить экономическую эффективность возделывания тритикале на зерно.

Объект, предмет и методы исследования. Теоретической и методологической основой исследований являются достижения селекционной науки по проблеме создания высокопродуктивных и адаптивных сортов озимой и яровой тритикале.

В процессе выполнения работы применялись биометрический, статистический, расчетно-конструктивный и химико технологический методы исследований.

Объект исследований - коллекционный и селекционный материал озимой и яровой тритикале, который изучался по программе создания сортов согласно разработанной нами схемы селекционного процесса.

Предметом исследований являлось создание и изучение новых высокопродуктивных и адаптивных сортов тритикале различного образа жизни, и их использование в селекции пшеницы.

Научная новизна и теоретическая значимость работы:

- изучены сортообразцы тритикале из мировой коллекции ВНИИ растениеводства им. Н.И.Вавилова и других научных учреждений;

- выявлены источники и доноры хозяйственно-ценных признаков и свойств;

- создан новый исходный материал для селекции тритикале в условиях Краснодарского края;

- разработаны основные параметры моделей перспективных сортов тритикале для возделывания на зерно и зелёную массу;

- усовершенствована схема и методы селекции тритикале в связи с изменением климата и запросами производства и определена эффективность типов скрещиваний в создании сортов тритикале различного образа жизни;

- определены корреляционные связи между различными количественными признаками зернокормовых тритикале с целью использования их для повышения эффективности отборов при создании новых сортов тритикале;

- созданы и внедрены в производство новые сорта тритикале различного образа жизни - (озимые, яровые, двуручки) с повышенной зерновой продуктивностью, обладающие комплексной устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессам: Гренадёр, Союз, Авангард, Патриот, Провыв, Мудрец, Хонгор, Лидер, Сотник; сорт двуручка Валентин 90 с высокими хлебопекарными качествами зерна; сорт яровой тритикале Ярило; испытываются сорта: Макар, Дозор, Брат, Кроха;

- созданы сорта озимой мягкой пшеницы с участием тритикале: Княжна, Красота, Яшкулянка, Баир, Память, Лебедь, обладающие высокой продуктивностью и адаптивностью;

- изучены морфобиологические и хозяйственно ценные характеристики созданных нами сортов тритикале;

- проведена оценка изучаемых сортов и линий зернокормового тритикале по признаку пластичность-стабильность в системе взаимодействия «генотипЧсреда» по урожаю зерна и зелёной массы по разным предшественникам;

- установлены оптимальные сроки сева, нормы высева, предшественники для зернокормового тритикале и изданы рекомендации по их возделыванию в производстве;

- проведена оценка технологических свойств зерна и изучены направления применения муки из зерна тритикале в хлебопечении.

Основные положения выносимые на защиту:

1. Результаты изучения сортообразцов тритикале из мировой коллекции ГНУ ВИР им. Н.И.Вавилова и других научных учреждений, и использование их в качестве источников и доноров хозяйственно-ценных признаков и свойств в селекционной программе.

2. Усовершенствованные схемы и методы селекции тритикале направленные на повышение зерновой продуктивности и комплексной устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам, в том числе критерии отбора и браковки селекционного материала на всех этапах селекционного процесса.

3. Модели новых сортов для условий Краснодарского края .

4. Результаты селекции, как подтверждение разработанных теоретических и практических основ селекции культуры тритикале: 11 сортов внесённых в Государственный реестр селекционных достижений.

Характеристика:- сорта озимой тритикале Сотник;

- сорта двуручки Валентин 90;

- сорта яровой тритикале Ярило.

5. Рекомендации производству по размещению сортов в Краснодарском крае и технологии возделывания.

Практическая ценность полученных результатов подтверждена авторскими свидетельствами на сорта тритикале: Гренадёр, Союз, Авангард, Патриот, Прорыв, Хонгор, Мудрец, Валентин 90, Лидер, Ярило, Сотник и сорта озимой мягкой пшеницы с участием тритикале Княжна, Красота, Яшкулянка, Баир, Память, Лебедь, внесённых в Государственный реестр селекционных достижений и рекомендованных к возделыванию на территории Российской Федерации в зоне Северного Кавказа, а сорт Валентин 90 на территории Республик Украины и Молдовы. Успешно проходят Государственное испытание сорта тритикале Макар (с 2007 г.), Дозор (с 2008 г.), Брат и Кроха начнут изучаться с 2009 г. Разработана схема селекционного процесса тритикале и внедрена в практику при создании новых сортов.

Апробация работы. Исследования проведены в соответствии с планом работ Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко, номер Государственной регистрации 01.200.115502. Соискатель является научным руководителем и ответственным исполнителем по теме НИР 08.04.07 «Создать и передать на Государственное испытание новые сорта озимой тритикале, обладающие повышенной зимо-морозостойкостью, засухоустойчивостью, устойчивостью к наиболее опасным болезням, обеспечивающие стабильные урожаи зерна и зелёной массы с высокими кормовыми достоинствами».

Основные положения диссертационной работы докладывались и одобрены на методических комиссиях селекционных отделов Краснодарского НИИСХ им П.П. Лукьяненко в 1991-2008гг; международных конференциях Москва, 1998, 2004; Харьков, 1999, 2005; Краснодар, 2000; 2002; Алма-Аты, 2003; Ростов-на-Дону, 2004; Минск, 2006; Санкт-Петербург, 2007; Белая Церковь, 2008; международном симпозиуме селекционеров Симферополь, 2006, Алушта, 2007; научно-практических конференциях Липецк, 1995; Донская Нива, 2000; Зерноград, 2000, 2004, 2005; Краснодар 1995, 2001, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008; Воронеж, 2003; заседаданиях секции тритикале РАСХН, СД СХОС , 2000 - 2008;

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 103 научных работ, в том числе 9 в изданиях рекомендованных ВАК РФ, получено 19 авторских свидетельств на сорта тритикале и пшеницы (с участием тритикале) и 12 патентов на созданные сорта.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 343 страницах текста в компьютерном исполнении, включает 83 таблицы, 26 рисунков и 22 приложения, состоит из введения, 9 глав, выводов и предложений для селекции и производства. Список цитированной литературы включает 395 источников, в том числе 43 на иностранных языках.

Содержание и основные результаты исследований

1. Тритикале как объект исследования

В главе отражена история создания нового злака Triticale, её морфобиологические, биохимические, технологические особенности и народнохозяйственное значение.

2 Состояние и задачи селекции тритикале

В каждой почвенно-климатической зоне практически ежегодно меняется спектр лимитов экологических факторов. Селекция должна учитывать все возможные ситуации и мобильно реагировать на них созданием соответствующих сортов (Грабовец, Крохмаль, 2008; Жученко, 2003; Уразалиев, 1993; Шевелуха, 1993).

В настоящее время во многих странах мира производственное признание получили сорта тритикале, имеющие гексаплоидный уровень плоидности, как наиболее оптимальный для хлебных злаковых культур (Грабовец, Крохмаль, Чекунова, 2003; Махалин, 1992; Мережко, 2007; Пома, Сергеев, 2008; Arseniuk, Oleksiak, 2002; Wos, Banaszak, Mikulski, 2008).

В результате гибридизации между гексаплоидными образцами, октаплоидами, пшеницей и рожью и первичных гексаплоидных форм на основе последних достижений селекции озимой твёрдой пшеницы и озимой ржи созданы генетически, цитологически и физиологически более сбалансированные формы, что помогло уйти от многих недостатков. Выведено большое число перспективных линий и сортов озимых и яровых тритикале, предназначенных для возделывания в различных регионах мира.

Успехи в селекции тритикале в последние годы в значительной мере определяются и широко налаженным обменом исходным материалом между странами.

В зависимости от процессов, которые лежат в основе возникновения новых типов полиплоидных форм, все используемые на сегодняшний день методы можно разделить на две группы: методы, в основе которых лежит экспериментальное удвоение числа хромосом в соматических клетках, и группа методов, основанных на использовании процессов рекомбинации (Грабовец, Крохмаль, 2008; Ковтуненко, Тимофеев, Дудка, 2008; Медведев, Комаров, Соколенко, 2008; Щипак, 2005).

Нами в условиях Краснодарского края применяются следующие методы создания селекционного материала:

1) скрещивание первого поколения (F₁) пшенично-ржаных гибридов с тритикале (в основном с гексаплоидами), метод разработан А.Ф. Шулындиным и назван биологическим методом;

2) скрещивание октоплоидных тритикале с гексаплоидными, последующие межгибридные скрещивания, а также повторная гибридизация с гексаплоидами;

3) скрещивание октоплоидных и гексаплоидных тритикале с мягкой пшеницей последующим опылением гибридов пыльцой гексаплоидных тритикале;

4) гибридизация в рамках гексаплоидных тритикале на основе использования достижений мировой и собственной селекции, создание сортов двуручек, использование озимой тритикале в создании яровых сортов.

Были определены следующие пути селекции тритикале: повышение продуктивности, устойчивости к основным болезням, зимостойкости и засухоустойчивости, устойчивости к полеганию, улучшение физических и технологических качеств зерна, создание скороспелых форм, тритикале-двуручек.

3. Условия, исходный материал и методика проведения исследований

Опыты проводились в отделе селекции и семеноводства пшеницы и тритикале Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Исследования выполнены в 1991-2008 годах.

Краснодарский НИИСХ расположен в центральной зоне Краснодарского края, в южной части Прикубанской равнины. Почвы опытного участка представлены западно-предкавказским выщелоченным сверхмощным малогумусным черноземом. Содержание гумуса составляет, по данным агрохимической лаборатории, 3,5-4,6%, мощность гумусового горизонта достигает 2 м. Количество азота в верхних горизонтах почвы находится в пределах 0,25-0,35%, содержание Р₂О₅ - 15-20 мг, К₂О - 20-30 мг на 100 г воздушно-сухой почвы. Запасы гумуса составляют 465-552 т на 1 га.

Верхние слои имеют нейтральную, нижние - слабощелочную реакцию, рН водной вытяжки равен 7, солевой - 6,5-6,8. Гидролитическая кислотность не превышает 1,0-1,6 мг м/экв. на 100 г почвы. По механическому составу почвы тяжелосуглинистые. Содержание глины 60-70 %, капиллярная скважность высокая, водопроницаемость пониженная.

Климат места проведения опытов умеренно континентальный, характеризуется жарким летом, мягкой зимой и слабо выраженными переходными сезонами года. Среднегодовая температура воздуха составляет 10,7- 10,9°С, сумма положительных среднесуточных температур равна 3567°С, что достаточно для развития большинства сельскохозяйственных культур. Продолжительность безморозного периода 191-236 дней. Среднегодовое количество осадков составляет 560-610 мм.За период исследований наблюдались почвенные и воздушные засухи (1995, 1996, 2001, 2007); избыточные увлажнения (1997); сильные полегания (1997); весенние заморозки 6 апреля 1999 года до - 3^оС.

Формирование селекционных питомников и работа в них проводилась в соответствии с принятой схемой и методикой селекционного процесса для самоопылителей в отделе селекции и семеноводства пшеницы и тритикале КНИИСХ им. П.П.Лукьяненко (Лукьяненко, 1973).

Фенологические наблюдения (посев, всходы, кущение, выход в трубку, выколашивание, молочная спелость, полная спелость). Оценку поражения болезнями, полегания и др. проводили по методике Госсортоиспытания (1989). Морозостойкость растений проверяли путём прямого промораживания селекционного материала, посеянного в ящики, в морозильных камерах фитотрона по методике, разработанной и используемой в КНИИСХ (Тимофеев, Пучков, 1976).

Для структурного анализа брали пробные снопы с корнем в период восковой спелости зерна. Учёт урожая проводили после обмолота путём взвешивания зерна в зависимости от питомника и размера делянки. Уборку гибридов и селекционного питомника проводили вручную серпом. Урожай зелёной массы учитывали в фазе полного выколашивания путём скашивания серпом метровых (1м²) площадок на опытных делянках в трёхкратной повторности. Изучение начальных стадий органогенеза растений тритикале проводили по методике Ф.М. Куперман (1962).

Межвидовую гибридизацию проводили по методикам разработанным Шулындиным А.Ф. (1970), Максимовым М.Г. (1974), Ригиным Б.Н., Орловой И.Н. (1977). Оценка селекционного материала проводилась по методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971).

Оценку на устойчивость к бурой, жёлтой, стеблевой ржавчинам, мучнистой росе, септориозу, фузариозу колоса, твёрдой и пыльной головням проводили как при естественном развитии болезней, так и при искусственном заражении.

Технологическая оценка хлебопекарных качеств выполнена в отделе технологии и биохимии зерна КНИИСХ. Исследования по использованию зерна тритикале в хлебопечении проводили совместно с кафедрой хлебопечения Кубанского Технологического Университета. В качестве стандарта использовали сорта озимой гексаплоидной тритикале: зерновые - АД-60 (1987-1997 гг.); зернокормовые - АД зелёный (1986-2000 гг.), АДП-2 (1997-2001 гг.), Союз (2000-2008 гг.); озимой мягкой пшеницы Партизанка (1986-1993 гг.), Скифянка (1993-2000 гг.), Юна (1993-2000 гг.), Победа 50 (2001-2004 гг.), Память (2005-2008 гг.), Половчанка (2001-2008 гг.).

Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по Б.А. Доспехову (1985), для выявления экологической адаптивности сортов, разделяя их на группы по пластичности и стабильности, использовали методику А.М. Бурдуна и Л.М. Лопатиной (1988).

Селекционная работа проводилась в полном объёме во всех питомниках схемы селекционного процесса.

В качестве исходных компонентов скрещиваний использовали образцы озимой и яровой гексаплоидной тритикале, озимой мягкой пшеницы, озимой ржи из мировой коллекции ВИР, других научных учреждений, сорта и линии тритикале, пшеницы, созданные в отделе. Подбор родительских пар для скрещиваний проводили с учётом их генотипов, продуктивности, адаптивности, эколого-географических групп, иммунологических характеристик.

4. Структура зерновой продуктивности растений и взаимосвязи её элементов

Селекция на увеличение продуктивности представляет одну из самых трудных задач, что связано с необычной сложностью, комплексностью этого признака. Как будет влиять отбор по тому, или иному признаку на продуктивность селекционных линий и проявление других признаков, и по какому из них отбор наиболее эффективен - один из главнейших вопросов, которые приходится постоянно решать селекционеру (Гужов, Кесаварао, Велланки, 1987).

Нами впервые проведены исследования морфобиологических и хозяйственно-ценных признаков, их сопряженности у зернокормовых сортов и линий озимой гексаплоидной тритикале. Тем самым мы разработали теоретические основы для создания сортов, обладающих комплексом хозяйственно-ценных признаков в условиях центральной зоны Краснодарского края.

При изучении морфобиологических особенностей зернокормовых сортов тритикале нами было установлено (рис.1), что для зернокормового сортотипа тритикале характерна высокая масса растения и ее составных частей. Потенциал продуктивности колоса огромен, число колосков в колосе больше, чем у зернового тритикале на 6 и больше чем у пшеницы на 11 колосков, однако реализуется он не полностью;

- по количеству зерен в колосе преимущество составляет не более 10%, а доля зерна в общей биомассе при этом ниже, чем у зерновых сортов тритикале и у пшеницы;

- число продуктивных стеблей на 1м² ко времени уборки на 100-150 меньше, чем у пшеницы.



Рисунок 1 - Соотношение количественных признаков растения зернокормового сортотипа тритикале, КСИ 1991-1996 гг.

Поэтому одной из основных задач селекции зернокормовых сортов является повышение зерновой продуктивности за счет озерненности колоса и доли зерна в общей биомассе растения, а также увеличение продуктивной кустистости, как фактора, позволяющего культуре тритикале реализовать свой биологический потенциал урожайности.

Изучение корреляционных связей зерновой продуктивности с морфо-биологическими и хозяйственно-ценными признаками при селекции зернокормовых сортов озимой тритикале в условиях Центральной зоны Краснодарского края позволяет определить, за счет каких элементов структуры урожая можно более эффективно повышать продуктивность растений, прогнозировать повышение эффективности отбора по отдельным признакам и рационализировать селекционный процесс.

Результаты наших исследований показали, что корреляции между одними и теми же парами признаков в большинстве случаев характеризуются высокой стабильностью. Средние значения коэффициентов корреляции между основными парами признаков по годам держатся на постоянном уровне.

Оценка парной фенотипической корреляции изучаемых признаков между собой (каждый с каждым) позволяет разделить их по тесноте связи на три группы: сильная (r>0,7), средняя (r=0,3-0,6), слабая (r<0,3) (таблица 1).

Таблица 1 - Группы признаков элементов структуры растения зернокормовых тритикале по степени корреляционных связей между ними:

Сильная (r > 0,7)
Масса зерна с растения	масса растения, масса колосьев с дополнительных побегов, кустистость общая, кустистость продуктивная
Масса растения	масса колосьев с дополнительных побегов, кустистость общая, кустистость продуктивная, масса зерна с растения
Масса зерна с колоса	зерен в колосе, масса главного колоса
Масса главного побега	масса главного колоса
Кустистость общая	кустистость продуктивная, масса растения, масса колосьев с доп. побегов, масса зерна с растения
Кустистость продуктивная	масса растения, масса колосьев с дополнительных побегов, масса зерна с растения
Средняя (r = 0,3-0,6)
Высота растений	Длинна верхнего междоузлия
Масса зерна с растения	масса главного колоса, зерен в колосе, масса зерна с колоса, колосков в колосе
Масса растения	Масса главного колоса, длина главного колоса, колосков в колосе, зерен в колосе, масса зерна с колоса
Масса главного побега	Масса колосьев с дополнительных побегов, длинна главного колоса, колосков в колосе, зерен в колосе, масса зерна с колоса, масса зерна с растения
Масса колосьев с дополнительных побегов	Масса главного колоса, длина главного колоса, колосков в колосе, зерен в колосе, масса зерна с колоса
Масса главного колоса	длина главного колоса, колосков в колосе, масса зерна с растения
Длина главного колоса	колосков в колосе, зерен в колосе, масса зерна с колоса, масса зерна с растения

В процессе изучения взаимосвязей количественных признаков растений тритикале нами установлено, что при селекции на зерновую продуктивность необходимо учитывать:

- положительную сильную сопряженность (r>0,7) этого признака с кустистостью общей и продуктивной, массой растения, массой колосьев, а также среднюю положительную сопряжённость (r=0,3-0,7) с массой главного стебля, массой главного колоса и зерна в нём, длиной колоса, числом колосков и зёрен в них.

Взаимосвязи между признаками, установленные с помощью коэффициентов корреляции, не дают ясного представления об относительных вкладах отдельных компонентов в продуктивность растения. Хотя используя коэффициенты детерминации (квадрат коэффициента корреляции) между такими признаками как масса зерна с колоса и числом зёрен в колосе корреляция составляет больше 0,7 (0,7²=0,49). Это значит, что в 49% случаев эти два функциональных значения контролируются генотипом сортов и в 51% случаев их значения зависят от экологических факторов.

Поскольку зерновая продуктивность растения обусловлена отдельными элементами ее структуры и представляет собой причинно-следственную систему, ее изучают методом регрессионного анализа (Вучков, Бояджиева, Солаков, 1986; Львовский, 1988; Смиряев, Гохман, 1985).

Поэтому в своих исследованиях кроме корреляционного анализа, для всей группы зернокормовых сортов (в целом), по сортам отдельно ежегодно и на каждом предшественнике нами были получены множественные регрессионные уравнения с оценкой долей вклада каждого признака в детерминацию - массы зерна с растения. Нами установлено, что основное положительное влияние на изменчивость массы зерна с растения оказывает масса колосьев с дополнительных побегов, и эта доля влияния составляет от 35 до 65% в зависимости от года и предшественника. Существенно влияет также масса зерна главного колоса и это влияние составляет до 18%.

5. Селекция сортов различного типа

Селекция гексаплоидного тритикале в Краснодарском НИИСХ предусматривает создание сортов двух сортотипов: зернокормового с повышенной зерновой продуктивностью для возделывания на зеленый корм и зернофураж; раноотрастающего кормового для получения раннего зеленого корма.

За период исследований нами пройден путь от изучения коллекционных образцов и синтеза первичных тритикале до разработки и успешной апробации схемы селекционного процесса и создания зернокормовых сортов адаптированных к условиям Северокавказского региона.

Наша схема селекционного процесса тритикале включает три основных этапа (рисунок 2):

I. Синтез гибридных популяций различными типами скрещиваний с последующим индивидуальным отбором.

II. Проработка гибридов и созданных линий на всех звеньях селекционного процесса.

III. Комплексное изучение перспективных линий.

Одной из составных частей селекционной программы создания тритикале стало широкое использование коллекционного материала. С 1975- 2008 годы нами было изучено 1925 коллекционных образцов, в том числе озимой тритикале - 1179, яровой- 654, озимой ржи - 92. По происхождению коллекция представлена: из России 52, Мексики 15 Украины 11, Польши 8, Чехии 6 и Белоруссии 4%.



Рисунок 2 - Схема селекционного процесса тритикале в Краснодарском НИИСХ им. П.П. Лукьяненко

При изучении коллекционного материала нами выделены наиболее эффективные источники основных признаков (таблица 2): комплекса хозяйственно ценных признаков: АДМ-8, АДП-2(Украина), Дон, зерновые скороспелые ТИ-17, Каприз, Воронежская 9/98 (Россия),Newton(Франция), яровые тритикале: Triticale L-1, Triticale L-3 (Аргентина), тритикале-двуручки: Antuco, Calbuko, Tolchuaco, Longuimay (Чили), рожь-двуручка Haruichiban, яровые тритикале: Rycducks, Ryekko (Япония), Fahad 5, Fahad 6 (Мексика); зерновой продуктивности и выполненности зерновки: АД-206, АД-60, Дар Беларуси, Presto, SG-U 88/9, Дуплет, Виктория; высокой морозостойкости: Ставропольский 1, АД-206, Цекад 90. АДП -2, Шанс; устойчивости к весенним заморозкам: Корнет, Бард, Дон, Лидер, Antuco, Tolchuako, Calbuco; короткостебельности: ТИ-17, ПРАГ 48/6, АД-60, Хонгор, К 119; скороспелости: Перун, АД-60, Каприз, Antuco, Tolchuako; урожайности зелёной массы: Простор, Одесский кормовой, Аграф, Торнадо, Don Frank; устойчивости к бурой ржавчине: ПРАГ 415/2, Ника 5, Регион, Зимогор, Краковяк, TAPIR S/PET 7717; Витон, ПРАГ 198, YAGAN INTA, QUINE, Tolchuako, Antuco.

Таблица 2 - Генофонд родов Triticosecale Witt., Triticum aestivum L., Secale L., использованный в селекции тритикале КНИИСХ 1975-2008 гг.

Признаки	Источники
Высокая зерновая продуктивность и выполненность зерновки	Озимые тритикале: АД-206, АД-60, ТИ-17, Presto, Grado, Дар Белоруси, Г-2141-2,АДП-2, Зимогор, АДМ-8,Мыхась, Регион, АДМ-13, Полесский 10, Modus, Корнет, SG-U 88/91, SG-U-242; яровые тритикале: Rosner, Welsh, Beagnolite, Faro "S"; озимая мягкая пшеница: Русалка, Безостая 1, Партизанка, Половчанка, Победа 50, Подарок Дону, Краснодарская 99,Экспромт Шарада, Уманка.
Высокая морозостойкость	Озимые тритикале: Ставропольский 1, АД-206, Простор, Одесский кормовой, № 521, АДП-2, Цекад 90, Шанс, Мудрец, Бард,Каприз,Легион.; озимая рожь Восход 2, Альфа,Pikasso,Haruichiban (рожь-двуручка).
Короткостебельность	Озимые тритикале: Atri 6980/6971, Szalkas, B-241-A1-R-71, Перун, ТИ-17, LT 332/76, Clervix, ПРАГ 48/6, АД-60, SV 90240, АДМ-11; К-119; озимая рожь: Камалинская 133 х ЕМ-1,Орловский гибрид 2 х ЕМ-1, Альфа карликовая; озимая мягкая пшеница: Спартанка, Скифянка,Крошка.
Скороспелость	Озимые тритикале: 2449-1F, Перун, АД-60, ТИ-17, Каприз, Presto; яровые тритикале: Mustang, Armadillo, Beagnolite, Fahad 5; Ярило, 96-136Т-29; тритикале-двуручки: Tolchuaco, Antuco; озимая мягкая пшеница: Рубин, Леда, Обрий, 1910h16, Haruichiban (рожь-двуручка)
Высокая урожайность зеленой массы	Озимые тритикале: Простор, Одесский кормовой, СДСХОС 17982, Виктор, Двуручка 77, Аллегро, Аграф, Торнадо, АД Масловский, Гренадёр, Don Frank.
Комплексная устойчивость к грибным болезням	Озимые тритикале: АД Масловский, АД 44, Блик 81, Никлап, Зимогор, Дон, Dagro, Boreas, Porcifen, Binova, Calaо. Яровые тритикале: Rycducks и Ryekko.
Устойчивость к бурой ржавчине	Озимые тритикале: Ника 5,Никон, ПРАГ 415/2, Кентавр, Регион, Витон, Краковяк, ПРАГ198, Водолей, Торнадо, 20669/98, Полюс 90, Стрельна. Яровые тритикале: TAPIR S/PET 7717, QUINE, Triticale L-1, Triticale L-2, YAGAN INTA.

Так как сорта обладают разными эффектами наследственной передачи своих признаков гибридам, мы стремились, по возможности, объединить все положительные факторы исходного материала в будущем гибриде. Подбор пар на основе эколого-географического различия увеличил вероятность успеха совмещения в гибриде комплекса хозяйственно-ценных признаков. В своей селекционной программе мы широко применяли принцип гибридизации по типу «сериалов», когда с выбранной родительской формой проводится скрещивание с несколькими (до десяти и более) компонентами, различающихся по происхождению и наличию требуемых признаков и свойств (таблица 3).

Таблица 3 - Принцип «сериалов» во внутривидовых скрещиваниях, 2008г.

+ материнская форма	>отцовская форма
	Сорт	Положительные признаки
97-67т70 Положительные признаки: устойчивость к полеганию, высокая морозостойкость, резистентность к ржавчинам и фузариозу колоса. Отрицательные признаки: низкая продуктивность.	Валентин	Продуктивность, хлебопекарные качество зерна, иммунитет к бурой ржавчине
	Прорыв	Продуктивность, выполненость зерна
	Брат	Высокая озерненость, иммунитет
	Мудрец	Высокая морозостойкость, короткостебельность,
	Консул	Иммунитет, устойчивоть к полеганию
	Бард	Продуктивность, морозостойкость
	К - 119	Короткостебельность
	ПРАГ 415/2	Иммунитет устойчивость к полеганию
	Витон	Озезерненость колоса, среднерослость
	SG-U 242	Продуктивность, иммунитет
	Михась	Скороспелость, продуктивность
	АДМ-14	Морозостойкость, высокая масса 1000 зерен
	Porcifen	Устойчивость к полеганию
	Pinokkio	Иммунитет, устойчивость к полеганию
	Цекад 90	Высокая морозостойкость, хлебопекарные качества зерна
	Хонгор	Засухоустойчивость, короткостебельность
	Ярило	Яровость, иммунитет, продуктивность.

Обязательным условием сериальных скрещиваний является выбор материнской формы из собственных сортов, перспективных селекционных линий, гибридов F₁, созданных в местных условиях и адаптированных к ним. Использование в качестве опылителя F₁ внутривидовых гибридов тритикале позволило нам внести в популяцию сразу два генотипа и повышать скрещиваемость за счет гетерозиготного состояния.

Типы скрещиваний в нашей селекционной программе направлены на введение в генеалогию создаваемых сортов последних достижений в селекции озимой ржи, мягкой пшеницы и тритикале. Нами экспериментально доказана селекционная ценность всех типов скрещиваний (таблица 4). Результативность внутривидовой гибридизации позволяет рассматривать этот тип как один из наиболее эффективных путей создания исходного материала и сортов в практической селекции тритикале.

В зависимости от типа скрещивания и индивидуальных особенностей родительских пар завязываемость гибридных семян варьировала от 15 до 95%. Лучшая завязываемость установлена нами в простых и сложных межсортовых скрещиваниях тритикале на гексаплоидном уровне от 19 до 93% (таблица 5).

Таблица 4 - Результаты скрещиваний в селекции тритикале, КНИИСХ, 1974-2008 гг.

Тип скрещивания	Сорт
T. Durum / S. cereale + культура зародыша и колхицинирование	АД зеленый, Краснодарский зернокормовой, Конвейер
T. aestivum / S. cereale // Triticale	Кубанец
Triticale / T. aestivum // Triticale	Хонгор, Рус, Ярило, Дозор
Triticale / Triticale (озимые, яровые)	Славянин, Стрелец, Гренадер, Мир, Валентин 90, Лидер
Triticale / Triticale // Triticale	Авангард, Мудрец, Барун, Прорыв, Брат
Triticale / Triticale // Triticale / Triticale	Союз, Патриот, Руслан, Макар

Таблица 5 - Завязываемость семян при разных типах скрещиваний (2001-2008 гг.)

Тип скрещивания	Количество комбинаций	Опылено стандартных колосьев	Завязываемость, %
			Среднее	Варьирование от-до
Тс х Тс	677	6704	39,7	27,0 - 88,4
Тс х Тс х Тс	580	6008	43,5	19,3 - 93,5
Т.aestivum x S.cereale	72	3600	4,8	0,5 - 17,2
S.cereale x Tc	24	1476	0,55	0,3 - 2,4
Tc x S.cereale	80	1512	0,51	0,2 -11,6
Tc x Т.aestivum	120	2400	9,2	1,2 - 41,2
(Т.aestivum x S.cereale) x Tc	72	1080	2,0	0,1 - 29,4

В отдалённых скрещиваниях тритикале с мягкой пшеницей доля удачи составила в среднем 9,2% гибридных зерновок, с хорошей полевой всхожестью. В обратных скрещиваниях (материнская форма мягкая пшеница) процент оплодотворения в 2-3 раза выше. Однако гибридные зерновки формировались очень щуплые, с полевой всхожестью 1-2%, а по некоторым комбинациям не всхожие. Поэтому при использовании пшеницы в качестве материнской формы эффективна культура зародышей на искусственной питательной среде.

В скрещивании мягкой пшеницы с рожью в среднем завязываемость составила 4,8% с варьированием по комбинациям от 0,5 до 17,2%. Еще ниже скрещиваемость была при опылении F₁ пшенично-ржаных гибридов пыльцой гексаплоидных тритикале, в среднем удача составила 2,0%. Широкий диапазон изменчивости завязываемости семян по типам скрещивания свидетельствует о сложном взаимодействии кариотипа и плазмогена, сбалансированности геномов, хромосом, проявления генов скрещиваемости, по которым различаются задействованные родительские формы всех трёх родов. Наши результаты согласуются с данными других исследователей по этому вопросу (Грабовец, Крохмаль, 2008, Максимов, 1982, Ригин, Орлова, 1974, Сечняк, Сулима, 1984, Тимофеев, 1995, Филобок, 1996).

Селекционный успех во многом определялся временем и методом проведения отборов. При отдаленной гибридизации происходит длительный формообразовательный процесс, поэтому повторные отборы, выполненные в расщепляющихся потомствах селекционного (F₃) или контрольного (F₄) питомников, существенно повышали выход морфологически гомозиготных линий по комплексу хозяйственно-ценных признаков и величине зерновой продуктивности (таблица 6). При отборе в F₂ выход составил до 40 %, в потомствах F₃-F₄ 47-60%. Доля морфологически гомозиготных потомств отобранных в гетерозиготных сортах и в перспективных селекционных линиях достиг 95%.

Наибольший выход морфологически выровненных линий при однократном индивидуальном отборе наблюдался при скрещивании Tc x T.aestivum-54,5% (таблица 7), он достаточно высок уже в популяциях F₂ (42,4%) и повышался при пересеве (в F₃ - 54,3%, в F₄-F₅ - 56,6%).

Высокий выход фенотипически гомозиготных линий показал тип скрещивания (Tc x Tr.aestivum) x Tc-36,2%, причём пересев популяций резко повышал эффективность отбора от 25,6% в F₂ до 65,0% в F₄ - F₅.

Таблица 6 - Результаты отбора морфологически выровненных линий для селекционного питомника в зависимости от источника генплазмы

Источник генплазмы	Поколение гибрида	Количество линий (1977-1990 гг.)	Количество линий (1990-2008 гг.)
		всего, шт.	морфологически выровненных, %	всего, шт.	морфологически выровненных, %
Популяции F2	F3	45687	30,7	59744	40,5
Расщепляющиеся семьи F3	F4	12248	44,4	16017	47,0
Расщепляющиеся семьи F4	F5	3238	49,5	4234	60,2
Линии и молодые сорта	F6-F7	3109	62,6	4065	95,1

Из гибридных комбинаций (Tr.aestivum x S.c.) x Tc наиболее эффективным оказался отбор морфологически выровненных линий в популяциях F₄-F₅ - 84,2%. В среднем этот тип скрещивания показал высокое количество морфологически выровненных линий - 33,6%. В гибридных комбинациях (Tc x Tr.aestivum) x Tr.aestivum наиболее эффективный отбор был в F₃, F₄-F₅ - 31,6%. Относительно невысокий выход морфологически выровненных линий во внутривидовых простых и сложных скрещиваниях при отборах в популяциях F₂ (23,2% и 24,2% соответственно) объясняется как недостаточной их гомозиготностью начального этапа селекции, так и скрещиванием контрастных особей по морфотипу. Поэтому доля морфологически константных линий повышалась при отборе в популяциях более поздних поколений - F₃-F₅.

Таблица 7 - Выход морфологически выровненных линий при однократном индивидуальном отборе в популяциях F₂-F₅ (селекционный питомник, 1991-2008 гг.)

Тип скрещивания	Изучено комбинаций, шт.	Количество линий F2	Количество линий F3	Количество линий F4- F5
		всего	константных %	всего	констант-ных %	всего	констант-ных %
Tr.aest. /S. с.// Тс	58	715	12,0	689	18	517	84,2
Тс / Tr. aest.	150	168	42,4	3377	54,3	1453	56,6
Тс /Tr. aest. //Tr. Aest.	19	17	0	316	34,1	293	30,2
Тс / Tr. аest.//Тс	242	3358	25,6	5317	36,5	1197	65,0
Тс / Тс	306	10499	23,2	3057	34,1	813	35,2
Тс / Тс //Тс	442	15217	24,2	784	30,6	694	33,6
Всего	1217	29974	23,8	13540	39,0	4967	53,3

Таким образом, в целом по всем типам скрещиваний наблюдалось увеличение количества выхода морфологически выровненных линий с повышением возраста популяций (от 23,8% в F₂ до 53,3% в F₄-F₅), что объясняется длительным формообразовательным процессом при отдалённой гибридизации.

Анализ происхождения созданных нами сортов озимой гексаплоидной тритикале убедительно свидетельствуют о значимости повторных отборов и о возросшей эффективности внутривидовой гибридизации. Создание высокоурожайных, широкоадаптивных сортов стало возможным при синтезе гибридных популяций путём скрещивания собственного исходного материала в виде сортов и селекционных линий между собой или с современными достаточно гомозиготными сортообразцами тритикале инорайонной селекции.

Успех селекции любой культуры в значительной мере зависит от объективности разработки модели сорта (Грабовец, 2003). При выращивании тритикале в разных почвенно-климатическим зонах Краснодарского края речь идёт не только о повышении продуктивности культуры, но и о создании растений с высоким адаптивным потенциалом, который наиболее отчётливо проявляется на фоне действия неблагоприятных факторов внешней среды (Хотылева, 1991).Поэтому селекционные программы научных учреждений в разных почвенно-климатических зонах и предусматривают создание тритикале того морфотипа, который максимально соответствует модельному сорту. Мы считаем, что модель сорта тритикале должна учитывать его назначение и использование. При её создании мы руководствовались данными максимальной урожайности, лимитирующими факторами среды и направлением в селекции. Так как фенотип растения - это результат реализации генотипа в определённых условиях среды, в основу модели были положены фенотипические особенности растений тритикале. На основании материала многолетней экспериментальной работы и изучения основных морфобиологических особенностей тритикале, были определены параметры модельных сортов зернокормового, кормового и хлебопекарного тритикале.

При этом мы руководствовались данными максимальной урожайности, лимитирующими факторами среды и направлением в селекции. В основу моделирования были положены фенотипические особенности растений зернокормовых тритикале. По нашим расчётам потенциальная урожайность модельного зернокормового сорта должна составлять 95 ц зерна с 1 га, продуктивная кустистость 3,2 стеблей, число зёрен в колосе 65 шт., масса 1000 зёрен 55 г, уборочный индекс 45%, критическая температура вымерзания - 21^оС, поражение бурой ржавчиной должно составлять не более 10% (таблица 8).

Таблица 8 - Параметры модели сорта озимой зернокормовой тритикале для условий Краснодарского края

Хозяйственно-ценный признак	Единица измерения	Показатели сортов
		Стандарт Союз	Модельный
Зерновая продуктивность	ц с 1га	83	95
Число зерен в колосе	шт.	58,6	65,0
Череззёрница	%	11,6	10,0
Масса 1000 зёрен	г	39	55
Высота стебля	см	125	120
Устойчивость к полеганию	балл	5	9
Продуктивная кустистость	шт.	2,7	3,2
Уборочный индекс	%	37,8	45,0
Устойчивость к бурой ржавчине	% тип	40 III	10 I

Тритикале кормового направления имеют свои особенности. При определении параметров модельного сорта на зелёную массу большое значение имеют сроки наступления технологической спелости.

Растения у таких сортов должны быть с хорошо облиственными стеблями не менее 30 - 35%, урожайностью зелёной массы 800 ц с 1 га и более, зерна 60 ц с 1га, высотой растений 180 см, количество зёрен в колосе 45 шт., массой 1000 зёрен 45 г, продуктивной кустистостью 4,2 стебля, уборочный индекс 30%, содержание сырого протеина в зерне 14,0% (таблица 9).

При хлебопекарной оценке тритикале по пшеничной технологии, её модель предусматривает создание сортов с повышенным содержанием белка в зерне (до 14%) и клейковины (до 28%) первой группы качества, с объёмом выпекаемого хлеба 750 мл и пористостью 4 балла.

Таблица 9 - Параметры модели сорта озимой кормовой тритикале для условий Краснодарского края

Хозяйственно - ценный признак	Единица измерения	Показатели сортов
		Стандарт Союз	Модельный
Зерновая продуктивность	ц с 1га	83	60
Продуктивность зелёной массы	ц с 1га	600	800
Высота стебля	см	125	180
Продуктивная кустистость в сплошном посеве	шт.	2,7	4,2
Череззёрница	%	11,6	25,0
Уборочный индекс	%	37,8	35,0
Масса 1000 зёрен	г	39	45
Содержание белка в зерне	%	12	14
Устойчивость к бурой ржавчине	% тип	40 III	10 I

Создание сорта озимой тритикале Сотник.

Для создания сорта Сотник в качестве материнской формы был взят гибрид F₁ от скрещивания линии нашей селекции 90-358Т13 и озимой тритикале из Республики Беларусь Г2141. У гибрида в качестве отцовской формы была использована озимая тритикале Республики Украина АДП-2 (рисунок 3).

Рисунок 3 - Генеалогия сорта озимой тритикале Сотник

Сорт Сотник характеризуется высоким уровнем урожайности. В экологическом испытании 2005 года по предшественнику пар был получен рекордный урожай 117 ц с 1 га. За годы изучения в конкурсном испытании по четырём предшественникам он превысил по зерновой продуктивности стандартный сорт Союз в среднем на 13,7 ц с 1 га (таблица 10).

Таблица 10 - Характеристика сорта озимой тритикале Сотник КСИ, 2003-2005 гг.

Признак	Ед. измерений	Сотник	Союз
Колошение	дата, май	17	19
Высота	см	109	115
Устойчивость к полеганию	балл	8,9	3,6
Морозостойкость -170С	количество живых растений %	72	80
-190С	количество живых растений %	53	77
-210С	количество живых растений %	23	32
Продуктивная кустистость	шт.	3,4	2,9
Количество зёрен в главном колосе	шт.	44,8	41,6
Длина главного колоса	см	11,0	9,6
Количество колосков в колосе	шт.	28,6	29,1
Плотность колоса	количество члеников на 1 см стержня	2,6	3,0
Масса зерна главного колоса	г	1,8	1,6
Урожайность,среднее по 4-м предшественникам,	ц с 1 га	91.7	78,0
Уборочный индекс	%	43	37

Он обладает повышенным уровнем пластичности. Подтверждением этому служит модель регрессионного анализа Эберхарта и Рассела. Коэффициент регрессии у него приближается к 1 и составляет 0,89. Превышение по урожайности относительно других сортов в неблагоприятных условиях, при отрицательных значениях индексов среды, характеризует Сотник как сорт хорошо адаптированый к разнообразным условиям среды (рисунок 4).

По длине вегетационного периода среднеспелый, выколашивается на четыре дня раньше сорта Союз, среднерослый, устойчив к полеганию (таблица 10). Морозостойкость средняя, при хорошей закалке приближается к сорту Союз, полевая зимоморозостойкость высокая. Уборочный индекс 43% при 37% у стандарта.

Рисунок 4 - Реакция сорта Сотник на условия выращивания, 2003-2005 гг.

Сорт Сотник на фоне искусственного заражения обладает иммунностью к твёрдой головне, мучнистой росе, жёлтой ржавчине, устойчивостью к септориозу. По степени поражения стеблевой ржавчиной характеризуется как умеренно восприимчивый. В среднем за 5 лет изучения показал умеренную устойчивость к бурой ржавчине, а к фузариозу колоса - умеренную восприимчивость.

Из созданных нами современных сортов, Сотник максимально приближен к модели по многим значениям признаков: адаптивности, продуктивности, устойчивости к болезням и полеганию.

Создание сорта двуручки Валентин 90.

Наша селекционная программа по озимой тритикале предусматривает создание высоко адаптивных сортов двуручек. При создании сорта Валентин 90 в качестве материнской особи была взята оимая линия (двуручка) нашей селекции 1865Т9, в качестве отцовской особи яровая тритикале харьковской селекции НАД 10 (рисунок 5).

При подборе пар для гибридизации мы исходили из того, что в потомстве от скрещивания озимых с яровыми, озимых с двуручками, двуручек с яровыми тритикале, возникают не только озимые, но и яровые формы, и растения двуручки. Выявление таких растений мы проводили путём посева семян гибридов второго поколения весной в питомниках изучения образа жизни.

Рисунок 5 - Генеал...