Исходный материал для селекции проса на высокую продуктивность и экологическую устойчивость

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кабардино-Балкарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства

Исходный материал для селекции проса на высокую продуктивность и экологическую устойчивость

Сокурова Лариса Хасеновна, кандидат наук,

старший научный сотрудник

В результате скрининга коллекции, включающей 155 лучших отечественных и зарубежных сортообразцов проса различного эколого-географического происхождения, выделены источники хозяйственно-ценных признаков для селекции проса нового поколения. В решение проблем сельскохозяйственного производства, связанных с устойчивым ростом его продуктивности, центральное место занимает создание и широкое использование новых сортов и гибридов растений как составной части развития инновационных технологий в растениеводстве. На современном этапе селекции проса решающее значение имеет реализация потенциальных возможностей культуры в обеспечении высоких и стабильных урожаев. Современная селекция растений, в том числе и селекция проса, основана на широком использовании генетического потенциала вида. Для повышения эффективности селекционной работы большое значение имеет изучение разнообразного исходного материала. Успешная селекция предполагает подбор исходного материала, обладающего высокой продуктивностью, которая при скрещиваниях комбинируется с источниками, имеющими другие ценные параметры.[3] В неблагоприятных условиях внешней среды экологическая устойчивость сортов (гибридов) - важнейшее условие реализации их потенциальной продуктивности. При этом показатель урожайности отражает действие всех факторов, оказывающих влияние на растения во время их роста и развития, а его величина всегда является результатом компромисса между потенциальной продуктивностью и экологической устойчивостью. Если в неблагоприятных условиях преимущество получают сорта с высокой потенциальной продуктивностью, то в неблагоприятных - и с устойчивостью к действию абиотических стрессоров. Поэтому изучение особенностей формирования потенциальной продуктивности и экологической устойчивости, а также их соотношения рассматривается в качестве важнейшего условия разработки эффективных способов управления адаптивным потенциалом, а, следовательно, и урожайностью. [1] Для увеличения продуктивности и адаптационных возможностей сорта необходимо расширение его генетической основы. В селекционный процесс должен привлекаться материал с известным спектром изменчивости признаков. Выявлению диапазона изменчивости способствует скрининг генофонда. Коллекция проса ВИР содержит более 9000 образцов, в Кабардино-Балкарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства часть из них прошла оценку по комплексу признаков, в результате чего выявлены формы для планомерного и целенаправленного использования в селекции.[2] С этой целью в 2012-2014 годах был осуществлен скрининг коллекции проса, составленной на основе новых поступлений из генофонда ВИР им. Н.И.Вавилова.

Похожие материалы

· Болезни листьев и корнеплодов сахарной свеклы

· Особенности адаптации импортного высокопродуктивного скота молочных пород разного генотипа

· Техника разведения крупного рогатого скота

· Результативность голштинизации районированного молочного скота Кабардино-Балкарской Республики

· Обоснование способа посева козлятника восточного в условиях Кабардино-Балкарской Республики

В результате скрининга коллекции, включающей 155 лучших отечественных и зарубежных сортообразцов проса различного эколого-географического происхождения, выделены источники хозяйственно-ценных признаков для селекции проса нового поколения.

В решение проблем сельскохозяйственного производства, связанных с устойчивым ростом его продуктивности, центральное место занимает создание и широкое использование новых сортов и гибридов растений как составной части развития инновационных технологий в растениеводстве.

На современном этапе селекции проса решающее значение имеет реализация потенциальных возможностей культуры в обеспечении высоких и стабильных урожаев. Современная селекция растений, в том числе и селекция проса, основана на широком использовании генетического потенциала вида. Для повышения эффективности селекционной работы большое значение имеет изучение разнообразного исходного материала.

Успешная селекция предполагает подбор исходного материала, обладающего высокой продуктивностью, которая при скрещиваниях комбинируется с источниками, имеющими другие ценные параметры.[3]

В неблагоприятных условиях внешней среды экологическая устойчивость сортов (гибридов) - важнейшее условие реализации их потенциальной продуктивности. При этом показатель урожайности отражает действие всех факторов, оказывающих влияние на растения во время их роста и развития, а его величина всегда является результатом компромисса между потенциальной продуктивностью и экологической устойчивостью. Если в неблагоприятных условиях преимущество получают сорта с высокой потенциальной продуктивностью, то в неблагоприятных - и с устойчивостью к действию абиотических стрессоров. Поэтому изучение особенностей формирования потенциальной продуктивности и экологической устойчивости, а также их соотношения рассматривается в качестве важнейшего условия разработки эффективных способов управления адаптивным потенциалом, а, следовательно, и урожайностью. [1]

Для увеличения продуктивности и адаптационных возможностей сорта необходимо расширение его генетической основы. В селекционный процесс должен привлекаться материал с известным спектром изменчивости признаков. Выявлению диапазона изменчивости способствует скрининг генофонда. Коллекция проса ВИР содержит более 9000 образцов, в Кабардино-Балкарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства часть из них прошла оценку по комплексу признаков, в результате чего выявлены формы для планомерного и целенаправленного использования в селекции.[2]

С этой целью в 2012-2014 годах был осуществлен скрининг коллекции проса, составленной на основе новых поступлений из генофонда ВИР им. Н.И.Вавилова.

Материалы и методы

просо селекция урожай сорт

Объектом исследований являлись 155 коллекционных сортообразцов различного эколого-географического происхождения, которые изучались в полевом севообороте лаборатории селекции и семеноводства колосовых культур КБНИИСХ в соответствии с методическими рекомендациями ВИР (1988). Посев осуществлялся вручную, площадь делянки 2,25 м².

В течение вегетации проводились фенологические наблюдения и визуальную оценку по морфологическим хозяйственно ценным признакам. Степень устойчивости к полеганию сортообразцов определялась в фазу хозяйственной спелости глазомерно по девятибалльной системе.

Для лабораторного анализа по количественным признакам перед уборкой отбирали сноповой материал в количестве 10 растений каждого образца и анализировали по 12 признакам, обращая особое внимание на продуктивную кустистость, высоту растения, длину, тип метелки, ее плотность, озерненность, крупность зерна и т.д. Статистическую обработку данных исследований проводили по Б.А.Доспехову (1985).

Результаты исследований

Полученные результаты полевой оценки урожайных свойств коллекционных сортообразцов проса показали, что генотипический диапазон варьирования продуктивности растений культуры достаточно широкий (от 1,10 до 2,90), что позволяет проводить целенаправленный поиск лучших из них и привлекать в скрещивания. Для этого изученные образцы были разбиты на три условные группы:

Первая группа - высокопродуктивные (продуктивность растения семенная от 2,30 до 2,90): К-10091 (М. 12 Харьковская область), К-9111 (Венгрия), К-10092 (Л.83-8631 Харьковская обл.), К-10113 (Л.86-374 Харьковская обл.), К-10015 (Л.83 8623 Харьковская обл.), К-4782 (Черниговская обл.), К-10046 (Л.85-6127 Харьковская обл.), К-10094 (Л.83-7874 Харьковская обл.), К-977, К-9730, К-10049, К-10034 и др.;

Вторая группа - среднепродуктивные (семенная продуктивность растения от 1,65 до 2,25), К-1908 (Азербайджан), К-2205 (Горный бадахшан), К-2682 (Белгородская обл.), К-2685 (Тамбовская обл.), К-2712 (Саратовская обл.), К-3050 (Воронежская обл.), К-3067 (Воронежская обл.), К-9512 (Болгария), К-9652 (Мироновское 94), К-9913 (М.79-6557), К-1500 (Краснодарский край), К-2337 (С.з. Китай), К-9096 (С.з. Китай) и др.;

Третья группа группа - низкопродуктивные (семенная продуктивность растения от 1,10 до 1,60): К-1437 (Узбекистан), К-1460 (Саратовская обл.), К-1639 (Узбекистан), К-1919 (Мексика), К-2170 (Астраханская обл.), К-2169 (Приморский край), К-2202 (Афганистан), К-2754 (Самарская обл.), К-2933 (Ульяновская обл.), К-3152 (Саратовская обл.), К-3168 (Республика Тува), К-3272 (Республика Тува), К-8342 (Иркутская обл.), К-9484 (Афганистан), К-9818 (США), К-4374 (Киевская обл.), К-9018 (Полтавская обл.), К-9080 (Китай), К-9083 (Китай), К-9090 (С.з Китай), К-9093 (С.з. Китай) и др. Высокую семенную продуктивность во все годы исследований стабильно демонстрировали образцы: К-10091 (М. 12 Харьковская обл.), К-9111 (Венгрия), К-6939 (Самарская обл.), К-6071 (Ростовская обл.), К010113 (Л.86-3741 Харьковская обл.), К-10015 (Л. 83-8623 Харьковская обл.), К-4782 (Черниговская обл.), К-10046 (Л.85-6127 Харьковская обл.), К-10094 (Л.83-7874 Харьковская обл.), К-6223 (Ростовская обл.), К-2028 (Северный Китай). Данные образцы формировали стабильную продуктивность в годы с различными погодными условиями весенне-летнего периода вегетации.

Репродуктивная способность растения, определяемая числом семян с одного растения,- основной признак, обеспечивающий селективное преимущество генотипа. В среднем за годы изучения больше всего семян (400 шт) сформировали растения образца К-10113 (Л.86-3741 Харьковская обл.). Высокие значения признака имели К-10091 (М.12 Харьковская обл.) 325 шт., К-6071 (Ростовская обл.) - 366 шт., К-10015 (Л.83-8623 Харьковская обл.) - 370 шт., К-10094 (Л.83-7874 Харьковская обл.) - 333 шт., К-10304 (Яркое 3) - 356 шт., К-10022 (Воронежское 893) - 318 шт. Превышение над стандартным сортом (Эльбрус 10 - 220 шт.) составляет 98-180 штук.

Масса 1000 семян является важным компонентом продуктивности, характеризующим продовольственные достоинства сорта. Изучение изменчивости признака в коллекции подтвердило закономерность, характерную для других зерновых культур: высокопродуктивные генотипы являются, как правило, более крупносемянными. По массе 1000 семян среднее значение в первой группе было равно - 7,8 г., во 2-ой - 7,3 г., в 3-ей - 5,0 г. В первых двух группах присутствовали как мелкосемянные образцы с МТС менее 7,0 г., так и крупносемянные (более 8,0 г).

Высокой массой 1000 семян в коллекции обладали образцы: К-1022 (Воронежское 893) - 8,2, К-10107 (Воронежское 893) - 8,2 К- 10107 (Воронежское 981) - 8,0 г., К - 9147 (Ставропольский край) - 8,4 г., К-10113 (Харьковская обл.) - 8,5 К - 6071 (Ростовская обл. )- 8,2 г., К-10094 (Харьковская обл.) - 8,2 г.

К группе мелкосемянных относятся - К-977 (Грузия) - 6,0 г, К-1375 (Армения) - 6,0 г., К-1575 (Иран) - 5,9 г., К - 2149 (Верхняя Сванетия) - 6,0 г., К-2202 (Афганистан) - 5,5 г., К-2662 (Пензенская обл.), - 5,4 г., К-2676 (Белгородская обл.) - 5,6 г., К-2731 (Самарская обл.) - 5,2, К-2263 (Горный Бадахшан) - 5,0 г.

И ниже 5,0 г. -51,6% образцов к общему количеству материала.

В наших исследованиях масса 1000 семян определялась генотипом на 45%, средой - на 24%, их взаимодействием - на 30%.

По высоте растения изученные образцы варьировали в пределах 45-120 см: первая высокопродуктивная группа образцов имела высоту растения от 80 до 120 см и составляли 19,4% к общему количеству; вторая среднепродуктивная группа имела высоту от 60 до 80 включала 29%.

Очень низкорослых образцов с высотой ниже 60 см было 51,6%, при этом такую высоту имели образцы третьей группы, которая условно назывались низкопродуктивными.

По длине метелки изучаемые образцы были распределены на две группы. Минимальная длина метелки отмечена у низкорослых образцов. Среднее значение по данному признаку у них составило 14 см. Длина метелки у этой группы колебалась в пределах 12,4-15,6 см. Средняя и максимальная длина метелки наблюдалась у 75 образцов. Изменчивость в пределах данной группы составила 16,0-25,5 см. Средне-арифметическое значение длины метелки у этих форм равно 20,7 см. Этот признак, по нашим данным, зависит от условий среды на 5%, генотипа - на 58%, взаимодействия среды и генотипа - на 35%.

Анализ, проведенный по различным группам образцов проса, позволил определить, что зона оптимума по высоте растений в пределах 80-120 см, при котором достигается наибольший урожай, отмечена у 11 образцов с длиной метелки от 20,0 до 25,5 см. В этом случае урожайность составляет 21,0-26,0 ц/га.

Продолжительность вегетационного периода является важным адаптационным признаком. По значению этого признака можно определить пригодность сорта для пересева погибших от вымерзания и других стихийных бедствий хлебов, а также для пожнивных посевов на зерно, сено и зеленый корм. Хотя одним из преимуществ проса по отношению к другим зерновым культурам является его скороспелость, селекция на данный признак имеет очень важное значение.

Продолжительность вегетационного периода образцов коллекции варьировала в пределах от 58 до 93 дней и в зависимости от времени созревания были также подразделены нами на три группы:

1. раннеспелые - от всходов до созревания - до 60 дней;

2. среднеранние - от 61 до 80 дней;

3. среднеспелые - от 81 до 100дней.

По нашим исследованиям, самой многочисленной во все годы исследований, независимо от увлажнения, была группа среднеспелых образцов от 86 образцов в 2012 году до 112,0 - 93 образцов в 2013-2014 гг.

Количество раннеспелых и среднеранних образцов варьировало в зависимости от наличия осадков. Оценивая погодные условия вегетационного периода растений следует отметить, что метеорологические условия 2012 года были благоприятными для реализации потенциальной продуктивности проса. За июнь-июль выпало 169,9 мм осадков, что выше средних многолетних на 26,4 мм. Среднеранних и раннеспелых было 69 образцов.

В 2013-2014 гг. количество осадков было на уровне среднемноголетних значений, а группы раннеспелых и среднеранних образцов имели 43 и 62 образца соответственно.

Скороспелыми за годы изучения оказались К-584, К-569, К-735, К-868, К-1247, К-1351, К-1875, К-1878, К-1854, К-1928, К-4416, К-7762, К-7762, К-9008, К-9407, К-10179, К-6939, К-750, К-10098, К-10206, К-10093, К-2028 и др.

Из раннеспелой группы выделились К-10035, К-3412, К-6269, К-2616, К-6266, К-8474, К-10022, К-к-6367, К-7748, К-9147, К-6802, К-9814, К-6290, К-10056, К-10007, К-7767, К-7577, К-6282, К-10062 и др.

Из большого разнообразия среднеспелых образцов следует отметить наиболее урожайные, такие, как К-10179, К-10049, К-6293, К-9346, К-10244, К-10203, К-10015, К-10343, К-10203, К-10321, К-10120, К-10092, К-10195, К-8834, К-2028, К-10113, К-7757, К-3886, К-5449, К-1351, К-744, К-1007 и др.

Выводы

1. В результате изучения коллекционных образцов проса выделены источники морфологических и хозяйственно ценных признаков, которые можно использовать в селекции проса посевного при создании новых сортов, адаптированных к условиям Северо-Кавказского региона.

2. Создание и внедрение в производство скороспелых сортов проса, устойчивых к экстремальным факторам среды и обеспечивающих получение высоких и стабильных урожаев, позволит стабилизировать по годам производство проса в Кабардино-Балкарии.

Список литературы

1. Жученко А.А. Т.1. Адаптивное растениеводство/ А.А.Жученко. М.: ООО «Издательство Агрорус», 2008. 814 с.

2. Курцева А.Ф. Генетические ресурсы коллекции проса и использование ее в селекционном процессе / А.Ф.Курцева// Тез. Докл. На научно-методическом и координационном совещании. Орел, 1994. 62. с.

3. Сокурова Л.Х. Поиск источников ценных признаков в генофонде проса из коллекции ВИР/ Л.Х.Сокурова// Роль генетических ресурсов и селекционных достижений в обеспечении динамичного развития сельскохозяйственного производства. Орел: ПФ «Картуш», 2009. С. 148-152.

Размещено на Allbest.ru