Особенности селекции яровой мягкой пшеницы на продуктивность в условиях Северо-Востока Казахстана

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Особенности селекции яровой мягкой пшеницы на продуктивность в условиях Северо-Востока Казахстана

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы Продовольственная безопасность страны на основе производства конкурентоспособной продукции является главной целью агропромышленного комплекса, который относится к одной из ведущих отраслей экономики Казахстана. По данным статистических сборников в структуре посевных площадей РК доминирующая роль принадлежит зерновым культурам (до 13,5 - 14,0 млн. га ежегодно). Отмечена положительная динамика роста урожайности. Экспортный потенциал страны оценивается в пределах 5-6 млн. тонн в год - 6 место в мире по экспорту зерна. Яровая мягкая пшеница в Казахстане является приоритетной культурой. Со стороны товаропроизводителей этой культуре уделяется больше внимания, чем какой-либо другой. Площади, занятые под культурой, составляют ежегодно - 11-12 млн. га. Важное значение приобретает постоянный поиск резервов повышения ее урожайности и качества зерна. Ведущая роль в этом отводится сорту. В развитых странах мира за последнюю четверть века вклад сорта в достигнутый уровень урожайности составляет до 40 - 60% (СИММИТ, 2008). Новые высокопродуктивные сорта являются мощным фактором повышения урожайности, производительности труда и снижение себестоимости продукции. Чем менее благоприятны условия конкретной зоны, тем в меньшей степени удается оптимизировать условия внешней среды за счет агротехнических мероприятий и в большей степени возрастает роль сортов с широкой экологической пластичностью, обуславливающей стабильные урожаи в разных условиях возделывания. Поэтому в последние годы вопросам стабильности урожая, экологической пластичности сортов придают большое значение в селекционных программах, а также при сортоиспытании и внедрении сортов.

В зерновом клине Северо-востока страны на долю яровой пшеницы приходится 85% или 445,9 тыс. га. Условия Северо-востока Казахстана отличаются значительной засушливостью климата и активной ветровой деятельностью, вызывающей ветровую эрозию почв. Роль экологически пластичных сортов в получении стабильных урожаев здесь более высока, чем в других регионах. Характерной особенностью климатических условий в период вегетации растений является неравномерное распределение осадков в течение вегетации. Минимальное количество осадков приходится на период «всходы - колошение» яровой пшеницы. Основное количество осадков приурочено к периоду «колошение - созревание». Поэтому для данного региона необходимы сорта пшеницы, устойчивые к весенне-летней засухе, с более продолжительным периодом от всходов до колошения, эффективно использующие летние осадки. Доля такого типа сортов национальной селекции в посевах Северо-Востока Казахстана, составляет 30-40% при экономической целесообразности - 60 - 70% (3). В этой связи актуальным направлением в решении проблемы дальнейшего увеличения урожайности и генетической устойчивости культуры к неблагоприятным факторам среды Северо-востока Казахстана является изучение современного потенциала генофонда яровой мягкой пшеницы и создание новых сортов национальной селекции приспособленных к местным почвенно-климатическим условиям.

Связь с общенаучными и общегосударственными программами

Диссертационная работа выполнена в Павлодарском НИИ сельского хозяйства в соответствии с программами: 1986-1990 № гос. регистрации 01.8.80 088637 «Создать и внедрить засухоустойчивый сорт яровой мягкой пшеницы с урожайностью 30 - 45 ц\га, вегетационным периодом 75-90 дней»; 1991-1995 № гос. регистрации 0194РК01040 «Разработать новые и совершенствовать существующие схемы, методы селекции, и на их основе создать новые, высокопродуктивные, устойчивые к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды и с высоким качеством продукции сорта и гибриды пшеницы, ячменя, кукурузы, проса, гречихи, сои»; 1996-2000 № гос. регистрации 0197РК01173 «Создать и внедрить в производство высокоурожайные, устойчивые к стрессовым факторам и болезням сорта мягкой яровой пшеницы с урожайностью 15 - 20 ц\га с высоким качеством зерна; научно-обоснованная организация первичных звеньев семеноводства новых и перспективных сортов»; 2001-2005 № гос. регистрации 0101РК00336

«Создать сорта сильной яровой пшеницы различных типов спелости, устойчивые к экстремальным факторам среды с потенциальной урожайностью 15 - 25 ц\га для условий Северо-Востока Казахстана»; 2006-2008 № гос. регистрации 0106РК01080 «Селекция сортов яровой пшеницы, проса с высоким потенциалом продуктивности и качества зерна, устойчивости к стрессовым факторам среды, экологическое испытание сортов и гибридов твердой пшеницы и ячменя, создание исходного материала для селекции житняка»

Цель исследований: на базе богатого местного и международного генофонда создать новые сорта различных типов спелости с высоким потенциалом продуктивности и качества зерна, устойчивые к биотическим и абиотическим факторам среды.

Задачи исследований:

- провести скрининг генетических ресурсов яровой мягкой пшеницы в условиях Северо-востока Казахстана, выявить источники и доноры с комплексом хозяйственно-ценных признаков;

- изучить сопряженность хозяйственно-ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода;

- создать новый селекционный материал с использованием изученных и выделенных источников и доноров местной и международной селекции;

- изучить выделенный перспективный материал в питомниках селекционного процесса с целью создания высокопродуктивных сортов яровой мягкой пшеницы различных групп спелости.

Научная новизна. Впервые в условиях Северо-востока Казахстана на основе многолетнего (1986-2008 гг.) изучения дана характеристика хозяйственно - ценных признаков объемного коллекционного материала яровой мягкой пшеницы, сформирован местный генофонд (700 обр.) для дальнейшего развития селекционных исследований. Изучены корреляционные связи между продолжительностью межфазного периода «всходы - колошение» и продуктивностью, установлена сопряженность хозяйственно - ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода. Установлены хозяйственно-ценные признаки: «число колосков в колосе», «число зерен в колосе», «масса зерна с главного колоса», лимитирующие селекцию культуры на продуктивность в засушливых условиях. Выделены источники хозяйственно - ценных признаков для селекции новых продуктивных форм и сортов яровой мягкой пшеницы. Теоретически обосновано и практически подтверждено преимущество сортов двух групп спелости для возделывания культуры на Северо-Востоке Казахстана - среднеспелых, с вегетационным периодом 75-80 дней и среднепоздних - 81-90 дней. Создан комплексно-ценный селекционный материал. Итогом этой работы является создание и передача на Государственное сортоиспытание новых высокоурожайных сортов яровой мягкой пшеницы.

Практическая значимость. На Государственное сортоиспытание передано 7 сортов яровой мягкой пшеницы: Павлодарская 27, Павлодарская 93, Ертiс 97, Секе, Салтанат Астана, Ертiс 7, Павлодарская 8, из которых. допущены к использованию: Павлодарская 93 - с 1999 года по Павлодарской и Актюбинской областям; Ертiс 97 - с 2003 года по Павлодарской области; Секе - с 2008 года по Павлодарской и Карагандинской областям. Площадь, занятая под этими сортами в 2008 году составила 132 тыс. га (Акты внедрения от 10.10.2005 г., 29.10.2007 г., 24.10.2008 г.). По результатам экологического сортоиспытания линий озимой и яровой пшеницы селекции «Казахского НИИ земледелия и растениеводства» и Института биологии и биотехнологии растений, выделены и переданы на Государственное сортоиспытание сорта яровой мягкой пшеницы: Северянка, Северянка 2 и озимой мягкой пшеницы Памяти Бекенова.

Положения выносимые на защиту.

1. Генетические ресурсы яровой мягкой пшеницы для селекции на продуктивность в условиях Северо-Востока Казахстана;

2. Сопряженность хозяйственно - ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода;

3. Создание высокопродуктивных сортов яровой мягкой пшеницы различных групп спелости, экологически приспособленных к разнообразным почвенно-климатическим условиям Северо-Востока Казахстана.

Личный вклад соискателя. Разработка концепций, программы и методики исследований, закладка полевых опытов, полевых исследований, анализ результатов исследований, представленных в диссертационой работе, проведены лично диссертантом. Доля участия автора в создании сортов Павлодарская 27 - 30%, Павлодарская 93 - 50%, Ертіс 97 - 30%, Секе - 50%, Салтанат Астана - 50%, Ертіс 7 - 40%, Павлодарская 8 - 60%, Северянка - 20%, Северянка2 - 20%, Памяти Бекенова - 25%.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на научно-технических советах ТОО «Казахского научно-исследовательского института зернового хозяйства» им. А.И. Бараева (1986-2008 гг.); конференциях: международной «Селекция яровой пшеницы для засушливых районов России и Казахстана» - 20 - 21 июля 2001 г. Барнаул; «Развитие почвозащитного земледелия в новых социо-экономических условиях», п. Шортанды, Акмолинская область, 2003 г.; «Биологические основы селекции и генофонда растений, 3 - 4 ноября 2005 г., Алматы; «От зональной почвозащитной системы земледелия к адаптивно-ландшафтной», 19 июня 2008 г., Алмалыбак.

Публикация работы. По материалам диссертации опубликовано 30 научных работ.

Структура и обьем диссертации. Диссертация изложена на _103_ страницах машинописного текста, содержит _25_ таблиц, _15_ рисунков и включает введение, _6 глав, заключение, список использованных источников, включающего _147_ наименований, в том числе _8_ на английском языке.

Основная часть

селекция вегетационный яровой пшеница

1. Обзор литературы В обзоре дана оценка современного состояния селекции сортов яровой мягкой пшеницы с повышенными адаптивными свойствами к стрессовым абиотическим факторам. Показана роль генетического потенциала в стабильном повышении продуктивности зерна пшеницы, его качества и, соответственно в расширении полиморфизма по хозяйственно-ценным признакам в условиях Северного Казахстана. Вопросы формирования рабочих коллекций, поиска форм более адаптированных к узким ареалам рассмотрены в контексте создания локальных, специализированных к определенным нишам сортов.

2. Условия, материал и методика исследований

2.1 Почвенно-климатические условия проведения исследований Исследования проведены в Павлодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства, расположенном в сухой степи Северо-востока Казахстана. Почвенный покров - каштановые почвы легкого механического состава с содержанием гумуса 0,71-0,87%. Климат резко континентальный, засушливый, безморозный период 130 дней. Характерной особенностью климата является неравномерное распределение осадков в течение вегетационного периода. Так, за годы исследований (1986-2008 гг.) доля засушливых лет в первую половину вегетации со значением гидротермического коэффициента ГТК<0,5 составила 70%. Доля лет со средним увлажнением во вторую половину вегетации, на которую приходится период «колошение - созревание» яровой пшеницы составила 62%.

2.2 Агротехника Место закладки селекционных питомников двухпольный севооборот отдела селекции ПНИИСХ. Технология подготовки почвы соответствует общепринятой для данной зоны. Сроки посева - оптимальные для данной зоны - с 16 по 25 мая. Норма высева семян - 2,5 млн. всхожих зерен на 1 га. При уходе за посевами использовались гербициды группы 2,4Д.

2.3 Объект исследования В качестве генетических ресурсов были использованы 400 образцов яровой мягкой пшеницы коллекции ВНИИР (1986-1999) и 307 сортообразцов международного сортоиспытания Казахстанско-Сибирского питомника улучшения яровой пшеницы (КАСИБ, 2000-2008). Ежегодный объем работ по селекции яровой мягкой пшеницы (более 12,0 тыс. обр.) был предусмотрен программой селекционных исследований. В качестве стандартов были использованы сорта среднеспелого типа - Саратовская 29, среднепозднего - Казахстанская 15, Павлодарская 93.

2.4 Методика исследований Коллекционный материал изучался согласно методике ВИР (1984). Стандарты размещались через 20 номеров. В контрольном и конкурсном питомниках оценка перспективных линий осуществлялась в 3-х и 4-х кратной повторности соответственно, блочным методом (по 10 номеров в блоке) с учетной площадью 30 м². Размещение стандартов - через 10 номеров. Закладка питомников, учеты и наблюдения выполнялись по методикам государственного сортоиспытания [1985, 1989].

Наблюдения и учеты. В настоящей диссертации использованы следующие нормативные документы: ГОСТ 10840-64 - Стандарт по определению натурного веса зерна; ГОСТ 10842 - 89 - Стандарт по определению массы 1000 зерен; ГОСТ 135861-68 - Стандарт по определению количества и качества клейковины. Структурный анализ растений проводили по следующим количественным признакам: высота растений; продуктивная кустистость; длина колоса; число колосков в колосе; число зерен в колосе; масса зерен с колоса; масса 1000 зерен. Обработка урожайных данных проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [1985]. Характер наследования определяли по формуле G.M. Boil, R.E. Atkins (1965). Гидротермический коэффициент (ГТК) определяли по формуле:

? r - сумма осадков за вегетационный период, ? t - сумма температур за тот же период выше 10є С.

3. Изучение и характеристика генофонда яровой мягкой пшеницы по хозяйственно - ценным признакам в условиях Северо - Востока Казахстана

Исследователь должен подходить планомерно к вопросу об исходном материале для селекционных и генетических исследований (Н.И. Вавилов, 1932). Эффективное использование разнообразного материала в селекционных программах связано с необходимостью получить максимально возможную информацию, связанную с реализацией генетического потенциала вида в конкретных почвенно-климатических условиях. Ежегодно в коллекционном питомнике на изучении находилось до 400 образцов. Коллекция была сформирована из образцов коллекции ВНИИР (1986-1999 гг.), сортов и линий НИУ Казахстана и Сибири (2000-2008 гг.).

3.1 Вегетационный период

Н.И. Вавилов отмечал: «Вопрос о вегетационном периоде является капитальным разделом селекции, ибо он связан со многими свойствами. При континентальном климате, при наличии засух в летние месяцы, вопрос о вегетационном периоде является основным», (1932). Анализ метеоданных и характер увлажнения за годы исследований в Павлодарском НИИСХ (1986-2008 гг.) показал доминирование в типичные для данного региона годы майско-июньской засухи. Экологическая засухоустойчивость сортов была тесно связана с замедленным темпом развития растений в период от начала всходов до колошения. Для максимальной реализации генотипа необходимо создавать и возделывать сорта, засухоустойчивые в первую половину вегетации, максимально использующие осадки второй половины лета. В этой связи в основу формирования рабочих коллекций яровой мягкой пшеницы со стабильным проявлением конкретных селекционно-ценных признаков в Павлодарском НИИСХ был положен вегетационный период, в частности, продолжительность фазы «всходы - колошение».

3. 1.1. Коллекция ВНИИР

В период с 1986 по 1999 гг. в отделе селекции зерновых культур ПНИИСХ было изучено 400 сортообразцов ВНИИР (Санкт Петербург). Интервал для группировки на классы спелости был рассчитан по следующей формуле: фенотипическая средняя X± Sx (стандартное отклонение), в размах изменчивости которого входило порядка 60-70% образцов. Многолетними исследованиями было установлено, что раннеспелая группа (с продолжительностью вегетационного периода менее 70 дней) в связи с низкой продуктивностью набора образцов, входящих в её состав, не представляла практического интереса. В рабочую коллекцию было отобрано 50 сортообразцов с продолжительным периодом развития растений от всходов до колошения, которые могли максимально использовать осадки, выпадающие во второй половине лета. Перспективные образцы были сгруппированы по типу спелости: среднеспелые, с продолжительностью вегетационного периода 75 - 80 дней; среднепоздние 81 - 90 дней. В пределах групп спелости были изучены хозяйственно - ценные признаки, определена их изменчивость под влиянием внешней среды, таблица 1.

Таблица 1. Вариабельность хозяйственно - ценных признаков сортообразцов ВНИИР в пределах групп спелости, 1986-2008 гг.

По величине коэффициента вариации, изученные количественные признаки были разбиты на три группы. К группе с низкими значениями коэффициента вариации отнесены признаки: «высота растений», «длина колоса» и «число колосков в колосе». Среднюю вариабельность показывали признаки - «число и масса зерна с колоса». Признаки: «продуктивная кустистость» и «масса зерна растения» характеризовались высокой изменчивостью.

В пределах групп спелости выделены и включены в рабочую коллекцию сортообразцы, отличившиеся наибольшей степенью выраженности признака при низкой его вариабельности, таблица 2.

Таблица 2. Сортообразцы коллекции ВНИИР, выделившиеся по комплексу хозяйственно - ценных признаков в пределах групп спелости, 1986-1999 гг.

3.1.2. Казахстанско-Сибирский питомник улучшения яровой пшеницы, (КАСИБ), 2000-2008 гг.

С 2000 года пополнение селекционного материала происходило за счет Казахстанско-Сибирского питомника улучшения яровой пшеницы (СИММИТ/КАСИБ). За период 2000-2008 гг. в условиях Павлодара было изучено 307 образцов 17 селекционных учреждений, географическое расположение которых охватывает все зерносеющие районы Республики Казахстан и Западной Сибири, рисунок 1. Набор сортообразцов был представлен в основном среднеспелыми и среднепоздними формами. Продолжительность периода «всходы-колошение» у среднеспелых образцов составила 36±0,26 дней, среднепоздних 42±0,44 дня. В целом продолжительность вегетационного периода среднеспелых форм была равна 80±0,33 дней, среднепоздних - 86±0,38 дней, таблица 3.

Таблица 3. Продолжительность межфазных периодов вегетации сортообразцов питомника КАСИБ, 2000-2008 гг.

Из КАСИБ были выделены 19 перспективных образцов среднеспелого типа развития, продолжительность вегетационного периода которых составила 75-78 дней, таблица 4.

Таблица 4. Образцы яровой мягкой пшеницы среднеспелого типа питомника КАСИБ с продолжительностью вегетационного периода 75-78 дней.

В типичные по температурному режиму и влагообеспеченности годы наиболее приспособленными к почвенно-климатическим условиям Северо-Востока Казахстана были образцы западно-сибирского экотипа, имеющие растянутый (42-46 дня) период «вcходы - колошении» с продолжительностью вегетационного периода - 78-95 дней, таблица 5.

Таблица 5. Перечень перспективных среднепоздних образцов питомника КАСИБ с продолжительностью вегетационного периода 78-95 дней.

Продуктивные сортообразцы, выделенные по комплексу хозяйственно-ценных признаков были включены в рабочую коллекцию ПНИИСХ, таблица 6. В качестве местного стандарта использован сорт местной селекции - Павлодарская 93.

3.2. Сопряженность хозяйственно - ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода

В разрезе различных групп спелости была изучена сопряженность хозяйственно - ценных признаков с продуктивностью с продолжительностью вегетационного периода. Корреляционная зависимость была выражена различно в зависимости от влагообеспеченности межфазных периодов развития растений. Для анализа были взяты данные лет, различающихся по влагообеспеченности в течение вегетационного периода: 2003 - засушливый в первую половину вегетации, 2004 - засушливый во вторую половину вегетации, 2005 год - относительно благоприятный в течение всего периода, таблица 7, рисунок 2. Сортообразцы раннеспелого типа (длина периода «всходы - колошение» - 30-32 дня) показали низкую, либо отрицательную корреляцию урожайности в целом с длиной вегетационного периода и в частности с длиной периода «всходы - колошение». Перспективными для селекционной проработки были образцы среднеспелого и среднепозднего типа созревания с затянутым периодом «всходы - колошение». У сортообразцов среднеспелого типа положительная корреляционная связь отмечена во все годы испытаний, достоверность её подтверждена в 2003 году (осадки во второй половине вегетации, r=0,43) и в 2005 году (относительно благоприятном в течение всего периода вегетации, r=0,64). У среднепоздних сортов в 2003 и 2005 годах также отмечена высокая положительная корреляция r=0,55 и r=0,64. В 2004 году (засуха во второй половине вегетации) в отличие от образцов среднеспелого типа выявлена отрицательная корреляция, r=-0,38.

Особый интерес представляют образцы среднеспелого типа, как исходный материал для создания национальных сортов среднеспелого типа, дефицит которых ощутим в зоне. Однако к наиболее продуктивным в условиях Северо-востока Казахстана отнесены образцы западно-сибирского экотипа, с растянутым периодом «вcходы-колошение».

Таблица 6. Коэффициент корреляции между урожайностью и продолжительностью периода «всходы - колошение» яровой пшеницы в разрезе 2-х групп спелости

Сопряженность основных элементов структуры урожая между собой у генотипов разных групп спелости, наряду с общим проявлением имеет и ряд отличительных особенностей, что четко прослеживается по годам, различающимся по влагообеспеченности различных периодов вегетации. У среднеспелых образцов корреляция между общей и продуктивной кустистостью была незначительная положительная, у среднепоздних сортов незначительная отрицательная. В благоприятный по осадкам 2005 год, в обеих группах отмечена положительная средняя корреляционная связь на уровне r =0,37 - 0,38.

Сопряженность признаков: продуктивность колоса и продуктивная кустистость у среднепоздних сортов выражена несколько выше, чем у среднеспелых. Независимо от групп спелости положительная связь отмечена между следующими парами признаков: продуктивность колоса и число зерен в колосе (r = 0,22-0,42 - среднеспелые; r = 0,46-0,80 - среднепоздние); число зерен и колосков в колосе (r =0,62-0,81 - среднеспелые; r = 0,65 -0,72 - среднепоздние); продуктивность колоса и масса 1000 зерен (r =0,40-0,84 - среднеспелые; r = 0,40-0,52 - среднепоздние); продуктивность колоса и урожайность (r =0,25-0,52 - среднеспелые; r =0,38-0,76 - среднепоздние). Масса 1000 зерен и озерненность колоса стабильно показывают отрицательную связь у сортов обоих групп спелости. Анализ корреляционных связей основных количественных признаков с урожайностью подтвердил селекционную значимость ранее обозначенных признаков в пределах обеих групп спелости, таблица 8, рисунок 3. У сортов обеих групп спелости в годы, различающиеся по характеру наступления засухи, между озерненностью колоса и урожайностью отмечена достоверная положительная корреляционная связь, от средней до высокой. При наличии относительно высокой положительной связи признаков: масса зерна с колоса и масса 1000 зерен с урожайностью величина корреляции зависела от года испытаний: в 2004 году при засухе во вторую половину вегетации отмеченная связь была незначительной (r = 0,08-0,16).

Таблица 7. Корреляционная связь урожайности у яровой пшеницы с основными хозяйственно - ценными признаками

Изучением сопряженности элементов структуры урожая между собой и продуктивностью выявлено, что хозяйственно - ценными признаками, лимитирующими продуктивность яровой мягкой пшеницы в условиях Павлодарской области в типичные годы, являются: озерненность, продуктивность главного колоса и масса 1000 зерен. Обозначенные корреляционные связи были положены в основу теории отбора при селекции сортов яровой мягкой пшеницы для условий Северо - Востока Казахстана.

4. Создание и характеристика селекционного материала различных групп спелости в условиях Северо - Востока Казахстана

4.1 Создание и изучение гибридных популяций по хозяйственно-ценным признакам

За 1986-2008 гг. было изучено 1968 гибридных комбинаций. У 178 гибридных комбинаций, выделенных по фенотипу, был установлен характер наследования основных хозяйственно-ценных признаков. В таблице 9 приведен характер наследования признака «число зерен в колосе», лимитирующего продуктивность в обеих группах спелости и высоко коррелирующего с урожайностью. Отмечен различный характер наследования: промежуточное наследование при: 0<hp<1; полное положительное при hp = 1; полное отрицательное доминирование при hp = - 1; депрессия при hp < - 1; сверхдоминирование при hp >1. Наибольшее количество комбинаций (63 из 178) показали гетерозис - hp >1.

Таблица 8. Распределение гибридов F1 по характеру наследования признака «число зерен в колосе»

Однако наибольшую ценность представляли гибридные комбинации с промежуточным типом наследования (-1<hp<1), который обусловлен аддитивным взаимодействием генов, при котором отмечалось наибольшее соответствие фенотипа генотипу.

4.2 Изучение и отбор элитных линий

4.2.1 Селекционные питомники 1 и 2 года изучения Средняя продуктивность линий в питомниках I и II года испытания, сгруппированных по типу спелости, показала более высокую продуктивность среднепоздних форм (СП-1 - 33,0 - 34,0 гр. и 35,0 - 38,0 гр.; СП-2 - 200-360 гр. и 250-450 гр. - среднеспелые и среднепоздние линии соответственно).

4.2.2. Контрольный питомник За годы исследований в контрольном питомнике изучено 2750 линий, в том числе за 2006-2008 - 770. Ежегодно проводилась группировка линий по типу спелости. Группы спелости различались по диапазону урожайности, который у среднеспелых сортов находился в пределах 5,0-25,0 ц/га, а у среднепоздних - 10,0-30,0 ц/га. В группе среднеспелых наибольшее количество линий (195) отобрано в интервале урожайности от 5,0 до 15,0 ц/га, в среднепоздней группе в интервале от 15,0 до 25,0 ц/га (210), рисунок 4.

4.2.3 Конкурсное сортоиспытание Ежегодно в питомнике конкурсного сортоиспытания изучалось до 50 константных линий по двум предшественникам. Дисперсионный анализ вклада генотипической и случайной изменчивости в общее варьирование урожайности по годам показал, что на долю генотипической изменчивости приходится от 50 до 70%, подтверждая тем самым доминирующую роль сорта в повышении продуктивности культуры в условиях Павлодарской области. Доля изменчивости, обусловленная генотип - средовыми взаимодействиями составила 15,2% от общей фенотипической изменчивости. По результатам последних 3-х лет испытания достоверно (НСР₀₅=1,5ц/га) превысили стандарты 3 линии: 2 среднеспелые линии - Лютесценс 29/94-98-1 (+3,6 ц/га), Эритроспермум 42/93-01-4 и 1 среднепоздняя - Лютесценс 53/95-98-3 (+5,0 ц/га). Прибавка урожайности получена за счет увеличения озерненности главного колоса (30-39 шт.) по сравнению со стандартом - Павлодарская 93 (30-32 шт.) в сочетании с крупнозерностью (масса 1000 зерен выделенных линий - 42,5-45,5 гр.), таблица 10.

5. Результаты селекции яровой мягкой пшеницы в условиях Северо - Востока Казахстана

5.1 Государственное сортоиспытание и районирование

В государственное сортоиспытание передано 6 сортов яровой мягкой пшеницы: Павлодарская 93, Ертic 97, Секе, Салтанат Астана, Ертic 7, Павлодарская 8. Технологическая оценка перспективных и допущенных к использованию сортов яровой мягкой пшеницы приведена в таблице 11.

Салтанат Астана (Омская 18/к-44829 Opal, Германия) находится в ГСИ с 2006 года. Разновидность - лютесценс, среднепоздний (82-86 дней). Сорт урожайный, крупнозерный. Наилучшие результаты были отмечены в Северо-Казахстанской области (20,6-27,3 ц/га), где прибавка урожайности составила 3,1-5,8 ц/га.

Ертiс 7 (Омская 18/к-44282 Алтайский край). Находится в ГСИ с 2008 года. Разновидность - лютесценс. Среднеспелый (77-80 дней). Экологическое испытание сорта проведено в 4-5 КАСИБе, где получено максимальная урожайность Алтайском НИИСХ, СибНИИСХ и Челябинском НИИСХ - 57,3 - 50,0 ц/га соответственно. В Казахстане высокая урожайность получена в КНИИЗиР - 33,9 ц/га, ВКНИИСХ - 31,0 ц/га, КНИИЗХ - 28,3 ц/га. Относится к сильным пшеницам.

Павлодарская 8 (Омская 18/ Казахстанская 19) находится в ГСИ с 2009 года. Разновидность - эритроспермум. Среднепоздний (84-88 дней). В конкурсном сортоиспытании средняя урожайность - 23,0 ц/га. Экологическое сортоиспытание проведено в 8 питомнике КАСИБ. Устойчив к бурой ржавчине (5-25%, при поражении St - 20-50%). Относится к сильным пшеницам.

Павлодарская 93 (Мироновская 808 / (Красная звезда х к-4115) районирован с 1999 года по Павлодарской и Актюбинской областям. Среднерослый (55-80 см), среднепоздний (77-82 суток), засухоустойчив, устойчив к осыпанию. Масса 1000 зерен 35-36 г. Максимальная урожайность 36 ц/га получена в Шортандинском районе Акмолинской области. Включен в список сильных сортов.

Ертiс 97 (Шортандинская 25 х смесь пыльцы озимых Аврора + Кавказ + Юбилейная)/(Пиротрикс 28/ Безенчукская 98) районирован по Павлодарской области с 2003 года. Среднеспелый, вегетационный период 77-80 дней. Масса 1000 зерен -31-34 г. Максимальная урожайность 32 ц/га получена в Кустанайской области. Включен в список сильных сортов.

Секе (Саратовская 29/ Иртышанка 10.) допущен к использованию с 2008 года по Павлодарской и Карагандинской областям. Сорт крупнозерный (Масса 1000 зерен 42-46 г.). Максимальная урожайность 34,0 ц/га получено в Шортандинском районе Акмолинской области. Включен в список сортов наиболее ценных по качеству.

6. Экономическая эффективность Экономическая эффективность сортов яровой мягкой пшеницы селекции ПНИИСХ, допущенных к использованию составила в 2008 году 5250 тенге/га при прибавке урожайности 1,5 ц/га.

Таблица 9. Технологическая оценка перспективных и допущенных к использованию сортов яровой мягкой пшеницы

Заключение

1. Впервые в условиях Северо-Востока Казахстана на основе многолетнего (1986-2008 гг.) изучения объемного коллекционного материала яровой мягкой пшеницы сформирован местный генофонд (700 обр.) для дальнейшего развития селекционных исследований.

2. Установлены корреляционные связи между продолжительностью межфазного периода «всходы - колошение» и продуктивностью показана сопряженность хозяйственно - ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода.

3. Теоретически обосновано и практически подтверждено преимущество сортов двух групп спелости для возделывания культуры в зоне исследования - среднеспелых, с вегетационным периодом 75-80 дней и среднепоздних - 81-90 дней.

4. Установлены особенности формирования хозяйственно-ценных признаков: «число зерен в колосе», «масса зерна с главного колоса», «масса 1000 зерен», лимитирующие селекцию культуры на продуктивность в засушливых условиях Павлодарской области.

5. Выделены источники и доноры хозяйственно-ценных признаков, определяющих эффективность селекции яровой мягкой пшеницы на Северо-Востоке Казахстана:

- по признаку число зерен колоса: Карабалыкская90, Лютесценс 82, 93-1, Памяти Азиева, Омская 33, 7.89 - 64 - 16, Лютесценс 123 С, Дуэт, Актобе 10, Актобе 39, Лютесценс 1021, Лютесценс 13, Эритросперум 760, Лютесценс1085, Эритросперум14, Фитон204, Лютесценс157;

- по массе зерна с колоса: Казахстанская 3, Омская 19, Лютесценс 258.92-3, Омская32, Карагандинская22, Лютесценс1220, Лютесценс1235, Лютесценс 1098, Алтайский простор, Акмола 2, Акмола 40, Целинная 3С, Лютесценс 1242, Актобе 33, Актобе 39, Ирень, Лютесценс 20;

- по массе 1000 зерен - Казахстанская 19, Лютесценс 251-93-4, Омская 33, Лютесцен 591.93, Лютесценс 1078, Карагандинская 2, Карагандинская 22, Лютесценес 375, Акмола 2, Шортандинская 95, Лютесценс 1021, Лютесценс1242, Лютесценс 1192, Лютесценс13, Лютесценс14, Дауыл, Актобе 10, Актобе 14, актобе 130, Актобе 34, Актобе 39, Л 251-93-4, Л 213-93, ГВК 1672-8, Лада, Лютесценс 509, Э-758, Шагала, Алтайская 105, Памяти Рюба, Фитон 25, Л 210199-10 Степная 62, Степная 1509106, Фитон 27.

- по урожайности: Лютесценс 1226, Лютесценс 1223, Лютесценс 1221, Лютесценс 1158, Актобе 33, Актобе 130, Лютесценс 166-СП-94, Женис Надежда, Казахстанская 15, Казахстанская 19, Лютесценс 20, Лютесценс 54, Лютесценс 52, Астана, Байтерек, Э-607, Мальцевская 110, Соната, Голубовская, Омская 19, Лютесценс 258.92-3, Омская 33, Омская 37, Лютесценс 296, Алтайская 105, Памяти Рюба, Фитон2 5, Ирень.

6. Сформирован перспективный по продуктивности селекционный материал яровой мягкой пшеницы для условий Северо - востока Казахстана (250 обр - контрольный питомник, 50 обр. - конкурсное сортоиспытание, ПНИИСХ).

7. Созданы и переданы на ГСИ 7 сортов яровой мягкой пшеницы: среднеспелого типа - Ертiс 97, Ертiс 7; среднепозднего типа - Павлодарская 27, Павлодарская 93, Секе, Салтанат Астана, Павлодарская 8.

Три сорта Павлодарская 93, Ертiс 97, Секе допущены к использованию по Павлодарской, Актюбинской и Карагандинской областям. В Павлодарской области сорта занимают площадь 137 тыс. га

8. Экономический эффект от внедрения новых сортов по расчетным данным составил 5250 тенге/на 1 га.

Предложения селекционной практике и производству

В селекции на высокую продуктивность для условий Павлодарской области в качестве исходного материала рекомендуется использовать выделенные нами источники и доноры хозяйственно - ценных признаков, определяющие эффективность селекции яровой мягкой пшеницы:

- число зерен с колоса: Карабалыкская 90, Лютесценс 82, 93-1, Памяти Азиева, Омская 33, 7.89 - 64 - 16, Лютесценс 123 С, Дуэт, Актобе 10, Актобе 39, Лютесценс 1021, Лютесценс 13, Эритросперум 760, Лютесценс1085, Эритросперум14, Фитон204, Лютесценс157;

- масса зерна с колоса: Казахстанская 3, Омская 19, Лютесценс 258.92-3, Омская32, Карагандинская22, Лютесценс1220, Лютесценс1235, Лютесценс 1098, Алтайский простор, Акмола 2, Акмола 40, Целинная 3С, Лютесценс 1242, Актобе 33, Актобе 39, Ирень, Лютесценс 20;

- масса 1000 зерен: Казахстанская 19, Лютесценс 251-93-4, Омская 33, Лютесцен 591.93, Лютесценс 1078, Карагандинская 2, Карагандинская 22, Лютесценес 375, Акмола 2, Шортандинская 95, Лютесценс 1021, Лютесценс1242, Лютесценс 1192, Лютесценс13, Лютесценс14, Дауыл, Актобе 10, Актобе 14, актобе 130, Актобе 34, Актобе 39, Л 251-93-4, Л 213-93, ГВК 1672-8, Лада, Лютесценс 509, Э-758, Шагала, Алтайская 105, Памяти Рюба, Фитон 25, Л 210199-10 Степная 62, Степная 1509106, Фитон 27.

- урожайность: Лютесценс 1226, Лютесценс 1223, Лютесценс 1221, Лютесценс 1158, Актобе 33, Актобе 130, Лютесценс 166-СП-94, Женис Надежда, Казахстанская 15, Казахстанская 19, Лютесценс 20, Лютесценс 54, Лютесценс 52, Астана, Байтерек, Э-607, Мальцевская 110, Соната, Голубовская, Омская 19, Лютесценс 258.92-3, Омская 33, Омская 37, Лютесценс 296, Алтайская 105, Памяти Рюба, Фитон2 5, Ирень.

Для коммерческого использования в условиях Северо-Востока Казахстана рекомендуются высокопродуктивные сорта яровой мягкой пшеницы национальной селекции с технологическими показателями качества зерна, соответствующими сильной пшенице: среднеспелого типа - Ертiс 97, Ертiс 7; среднепозднего типа - Павлодарская 27, Павлодарская 93, Секе, Салтанат Астана, Павлодарская 8.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Бекенова Л.В., Шаханов Е.Ш., Бекенов С.Б. Результаты и перспективы селекции яровой мягкой пшеницы в условиях Северо-Востока Казахстана // Селекция яровой пшеницы для засушливых районов России и Казахстана. Барнаул, 2001 г., С 173-178.

2. Абдуллаев К.К. Бекенова Л.В. Селекция яровой мягкой пшеницы на Северо-Востоке Казахстана: Результаты и перспективы // «Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана» Алматы №3 2004 г. С. 3-5.

3. Абдуллаев К.К. Бекенова Л.В. Принципы подбора, рациональное сочетание сортов и урожайность яровой пшеницы // «Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана» Алматы №3 2004 г., С. 7-9.

4. Абдуллаев К.К. Бекенова Л.В. Экологическая пластичность некоторых сортов яровой мягкой пшеницы, включенных в Казахстано-Сибирский питомник в 2002 году // Сибирский вестник с/х науки, Новосибирск №2 2004 г., С. 8-11.

5. Абдуллаев К.К. Бекенова Л.В. Гомеостатичность морфофизиологических признаков в селекции яровой пшеницы на продуктивность. // «Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана» Алматы №3 2004 г., С. 9-11.

6. Абдуллаев К.К. Бекенова Л.В. Особенности формирования урожая зерна яровой мягкой пшеницы на Северо-Востоке Казахстана. // Сборник тезисов к международной конференции: «Достижения аграрной науки в области земледелия, селекции и растениеводства» Алмалыбак 2004 г.

7. Абдуллаев К.К. Бекенова Л.В. Анализ хозяйственно-ценных признаков сортообразцов пшеницы 4-го КАСИБа в условиях Павлодарской области. // Вестник региональной сети по внедрению сортов пшеницы и семеноводству. Алматы №3 (9) 2004 г., С. 5-7.

8. Абдуллаев К.К. Бекенова Л.В. Казахстано - Сибирская сеть по улучшению яровой пшеницы: результаты и перспективы для повышения результативности селекции. // «Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана», Алматы №2 2008 г., С8-10

9. Абдуллаев К.К. Бекенова Л.В., Бекенов Ж.С. Реализация генетического потенциала сортов яровой пшеницы в агроландшафтном земледелии. / Матер. межд. конф. НПЦЗиР к 100-летию А.И. Бараева, Бастау, 2008.С. 18-21

10. Бекенова Л.В. Селекция яровой мягкой пшеницы на Северо-Востоке Казахстана. В кн.: Развитие научного наследия Н.И. Вавилова на современном этапе. Материалы международной научной конференции посвященной 120 - летию со дня рождения академика Н.И. Вавилова. Новосибирск, 2009 г., С34-40.

Размещено на Allbest.ru