Создание селекционного материала мягкой яровой пшеницы раннеспелого и среднераннего типов для лесостепи Западной Сибири

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата

сельскохозяйственных наук

06.01.05 - «Селекция и семеноводство»

Создание селекционного материала мягкой яровой пшеницы раннеспелого и среднераннего типов для лесостепи Западной Сибири

Советов Владимир Викторович

Новосибирск 2008

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте растениеводства и селекции СО Россельхозакадемии

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик РАСХН

Гончаров Пётр Лазаревич

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик РАСХН

Сурин Николай Александрович

кандидат с.-х. наук, доцент

Белан Игорь Александрович

Ведущая организация -

ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет

Защита состоится «22 » августа 2008 г. в 15-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.058.01 при Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте кормов СО Россельхозакадемии (630501, Новосибирская область, Новосибирский район, п. Краснообск, ГНУ СибНИИ кормов).

С диссертацией можно ознакомиться в учёной части ГНУ СибНИИ кормов СО Россельхозакадемии.

Автореферат разослан «___» июля 2008 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Осипова Г.М.

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Разнообразие и сложность природно-климатических условий Сибири ставят сложные проблемы перед сибирской селекцией. Западная Сибирь относится к регионам критического земледелия. Для неё характерна горизонтальная и вертикальная зональность по основным природным факторам, обуславливающим уровень продуктивности сельскохозяйственных растений. Особенность климата заключается в том, что характер распределения и интенсивности проявления метеорологических факторов по годам и в течение вегетационного периода нестабилен. В решении проблемы увеличения производства зерна, важное место принадлежит сорту, как динамической биологической системе, обладающей способностью реализовать потенциал продуктивности генотипа при определённых условиях внешней среды (Гончаров, 1977, 1981, 1987).

За последние годы эффективность сибирской селекции существенно повысилась. Многие сельскохозяйственные предприятия, возделывая новые сорта, получают высокие урожаи зерна, которые достигают 3,0-4,0, а в отдельные годы 5,0 и более т/га. Вместе с тем средняя урожайность по региону и в частности по Новосибирской области относительно низка. Неудовлетворительные темпы роста урожайности нельзя объяснить только неблагоприятными метеорологическими условиями. Свидетельством тому служат значительные различия в уровне фактической урожайности в хозяйствах, расположенных в сходных природно-климатических условиях.

Цель исследований. Путём гибридизации создать и изучить новый селекционный материал мягкой яровой пшеницы раннеспелого и среднераннего типов созревания, характеризующийся высокой урожайностью и комплексом хозяйственно-ценных признаков. Основные задачи:

- путём внутривидовых скрещиваний получить гибридные формы яровой мягкой пшеницы с различной продолжительностью вегетационного периода;

- отобрать ценные рекомбинанты и получить новые линии для оценки на разных этапах селекционного процесса по следующим признакам: полевая всхожесть, продуктивный стеблестой, озернённость и продуктивность колоса, масса 1000 зёрен, длина вегетационного периода, урожайность и технологические качества зерна, устойчивость к болезням;

- создать новые раннеспелые и среднеранние сорта, сочетающие высокий генетический потенциалом продуктивности с комплексом хозяйственно-ценных признаков.

Научная новизна. В условиях Западной Сибири методом внутривидовой гибридизации получен новый селекционный материал по мягкой яровой пшенице, сочетающий скороспелость с важнейшими хозяйственно ценными признаками. Показано, что новые рекомбинанты достоверно превышают родительские формы по крупности зерна, озернённости колоса, по устойчивости к биотическим и абиотическим факторам, качеству и урожайности зерна. По результатам селекции сорта Новосибирская 44, Лубнинка успешно проходят государственное сортоиспытание. За последние годы в госреестр Российской Федерации внесены раннеспелые сорта Новосибирская 15, Памяти Вавенкова и среднеранний Новосибирская 29.

Положения, выносимые на защиту:

1. Новые рекомбинанты и ценные генотипы яровой пшеницы по основным хозяйственно-ценным признакам;

2. Сопряжённость между урожайностью зерна и вегетационным периодом у нового селекционного материала;

3. Сорта, сочетающие ранний тип созревания с урожайностью и качеством зерна, устойчивостью к биотическим и абиотическим факторам среды.

Практическая значимость. Выделено более 40 новых селекционных линий мягкой яровой пшеницы, характеризующихся сочетанием скороспелости с комплексом хозяйственно ценных признаков. Зарегистрированы в реестре РФ три сорта: Новосибирская 15, Новосибирская 29 и Памяти Вавенкова. Проходят Государственное испытание два сорта - Новосибирская 44 и Лубнинка, которые характеризуются высоким потенциалом продуктивности и комплексом хозяйственно ценных признаков.

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научно-методической конференции объединённого и проблемного советов по селекции и семеноводству сельскохозяйственных культур в Сибири (2001 г.), восьмой (1999 г.), девятой (2004 г.) и десятой (2007 г.) генетико-селекционных школах-семинарах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, а также получено 2 авторских свидетельства на сорта яровой мягкой пшеницы Новосибирская 15 (Авторское свидетельство № 34648), Новосибирская 29 (Авторское свидетельство 34647).

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего в себя 245 источников, в том числе 54 на иностранных языках. Работа изложена на 145 страницах текста, включает 24 таблицы, 7 рисунков, 15 приложений.

Характеризуя в целом климат Западной Сибири, можно заключить, что потенциальные ресурсы по влаге, теплу, свету и почвенному плодородию позволяют значительно повысить производительность земли. В решении этой задачи центральное место принадлежит сорту как динамической биологической системе, обладающей способностью реализовать генетический потенциал продуктивности при самом разнообразном сочетании и сложном взаимодействии многочисленных факторов внешней среды. пшеница вегетативный генетический сорт

Учитывая исключительное разнообразие природных факторов Западной Сибири, их суровость, изменчивость во времени и пространстве, первостепенной задачей селекции должно стать значительное расширение ассортимента сортов по общей длине вегетационного периода, продолжительности отдельных межфазных периодов, ритму развития на разных этапах онтогенеза, обусловливающих реакцию генотипа на комплекс экологических факторов, по реакции на водный, пищевой, световой и температурный режимы.

Анализ агроклиматических условий показал, что для повышения эффективности использования пшеницей водных, термических, световых и почвенных ресурсов на фоне интенсивного земледелия необходимо:

1) расширить ассортимент сортов, различающихся по общей длине вегетационного периода, ритму развития растений на разных этапах онтогенеза, относительной выраженности компонентов структуры урожая;

2) сорта должны характеризоваться высоким потенциалом продуктивности, отзывчивостью к благоприятным и устойчивостью к неблагоприятным метеорологическим факторам, устойчивостью к болезням, вредителям, к полеганию стебля, осыпанию и прорастанию зерна на корню, высокими технологическими и хлебопекарными качествами зерна.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в отделе селекции зерновых культур Сибирского научно-исследовательского института растениеводства и селекции (СибНИИРС) Сибирского отделения Российской академии сельскохозяйственных наук. Опытное поле СибНИИРС расположено на землях ОПХ «Элитное» в зоне северной лесостепи на территории Новосибирского района Новосибирской области в северо-восточной части Приобского плато. Почвы относятся к выщелоченным чернозёмам средней мощности. Мо механическому составу почвы среднесуглинистые. Горизонт А характеризуется тёмно-серой или чёрной окраской с отчётливо выраженной зернисто-комковатой структурой и рыхлым сложением. Мощность этого горизонта достигает 30-40 см. Содержание гумуса составляет 7-8%, который представлен главным образом гуминовой фракцией. Реакция почвенного раствора нейтральная. Глубина пахотного слоя достигает 45 см. Плотность в гумусовых горизонтах составляет 1,22, а в подгумусовых горизонтах до 1,5 г/см². Выщелоченные чернозёмы отзывчивы на внесение фосфорных удобрений, так как содержащиеся в них фосфор малоподвижен. Рассматриваемые почвы пригодны для возделывания большинства сельскохозяйственных культур, и, прежде всего мягкой яровой пшеницы.

Согласно агроклиматическому районированию опытные поля расположены в зоне умеренно прохладного увлажнения. Среднегодовое количество осадков составляет 457, из них 250 мм выпадает в период вегетации пшеницы. Средняя температура самого холодного месяца - января составляет -19,4 ⁰С, а самого тёплого - июля +18,4 ⁰С. Абсолютный минимум температур составляет -50 ⁰С в январе, а абсолютный максимум в июле +38 ⁰С. Средняя многолетняя сумма активных температур за период вегетации составляет 1600-2250 ⁰С, а продолжительность безморозного периода колеблется от 72 до 126 дней. Средний многолетний срок последнего весеннего заморозка наблюдается 20-22 мая, а первого осеннего заморозка - 16-20 сентября. Высота снежного покрова достигает 45-50 см.

Метеорологические условия в годы проведения исследований по водному и температурному режиму в период вегетации мягкой яровой пшеницы сильно варьировали (рис. 1).

Как видно из таблицы 1 количество осадков варьировало от 72 мм в 1999 г. до 378 мм в 2000 г., что соответственно на 160 мм меньше и на 181 мм больше нормы. Среднемесячная температура варьировала от 16,1 в 2006 г. до 17,6⁰С в 1999 г., что соответственно на 0,7 и на 2,1 выше средней многолетней. Важным показателем баланса температурного и водного режимов является гидротермический коэффициент, который в рассматриваемые годы варьировал от 0,33 в 1999 г. до 1,90 в 2000 г. Как видно, только по 4 годам из восьми этот коэффициент был благоприятным (2000, 2001, 2002, 2006).

Создание селекционного материала и его оценку на разных этапах селекционного процесса осуществляли в соответствии с методическими указаниями, утверждёнными на учёном совете СибНИИРС. Конкурсное сортоиспытание проводили в соответствии с методикой Государственного сортоиспытания. Основным методом создания нового селекционного материала служила внутривидовая гибридизация с использованием в качестве родительских форм местных районированных сортов и инорайонные сорта, а также селекционные линии, полученные в отделе селекции. Таким образом, в скрещивания включались эколого-отдалённые формы, различающиеся по уровню развития элементов продуктивности растений и целому ряду других хозяйственно ценных признаков.

Таблица 1. Характеристика метеорологических условий в период вегетации мягкой яровой пшеницы (май-август), 1998 - 2006 гг.

Примечание: Данные за 2005 г. не представлены в этой таблице и в последующих таблицах, так как опытные посевы погибли в результате градобоя.

Полевая всхожесть и продуктивный стеблестой. Дисперсионный анализ данных по полевой всхожести показал, что доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака колеблется от 79 в 2004 г. до 96% в 2002 г. В таблице 2 представлены обобщённые данные по количеству всходов на 1 м² у сортов и селекционных линий при конкурсном испытании в 1998-2006 гг.

Таблица 2. Обобщённые данные по числу всходов на 1 м² у сортов и селекционных линий при конкурсном испытании, 1998 - 2006 гг.

У стандартов число всходов на 1м² варьировало от 286,5 в 2002 г. до 493,0 в 2001 г. В то же время групповые средние (Х₀) по всем испытанным сортам и линиям варьировали от 234,4 в 2003 г. до 454,5 в 1999 г. О характере изменчивости этого признака в разные годы свидетельствуют лимиты (Lim). Максимальное выражение признака наблюдалось в 1999 г. у Линии ЛАД-927 (560,5), что на 138 или на 32,7% больше всходов на 1м², чем у стандарта Новосибирской 22 (422,5). Кстати, период вегетации 1999 г. характеризовался сильной засухой, когда в мае выпало 6 мм осадков, а температура воздуха была на 5,6 градуса выше средней многолетней. Повышенная температура в мае и начале июня при достаточной влажности почвы способствовали повышенной полевой всхожести семян. В этом же году стандарт превзошли по числу всходов на 1 м² сорт Новосибирская 91 и селекционная линия ЛАН-1189, соответственно на 19,9 и 19,5%. В 2000 г. две линии - Л 172(151/14) на 15,4 и Л 86/9 на 14,5% превзошли стандарт Новосибирская 22, в 2002 г. скороспелый сорт Новосибирская 15 превзошёл стандарт на 15,3, а среднеранний сорт Новосибирская 29 на 35,4%. Линия 1529 в 2004 г. превзошла по рассматриваемому признаку стандарт Новосибирскую 15 на 17,1, а в 2006 г. на 22,7% Новосибирская 91.

Озернённость колоса. Дисперсионный анализ показал, доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании рассматриваемого признака колеблется от 46% в 2002 г. до 91% в 1999 г. Это свидетельствует о значительном наследственном разнообразии создаваемого селекционного материала по озернённости колоса. Обобщённые данные по озернённости колоса, представленные в таблице 3, показывают, что средние значения по стандартам варьируют от 19,1 в 2001 г. до 28,3 в 1998 г., а групповые средние по всем сортам и линиям - от 23,3 в 1999 и 2001 гг. до 30,0 в 2002 г. Ежегодно наблюдалась значительная изменчивость по числу зёрен в колосе у испытанных генотипов, о чём свидетельствуют лимиты (Lim). Максимальная выраженность рассматриваемого признака получена в 2002 г. у линии ЛАД-914 (Новосибирская 91), когда среднее число зёрен на колос составило 42,7, что на 16,2 зёрен, или на 61% выше, чем у стандарта - сорта Новосибирская 22.

Как видно, число рекомбинантов, превышающих стандарт по озернённости колоса, сильно варьирует по годам. Если в 2000 г., когда по водному и температурному режиму условия сложились благоприятно для формирования элементов продуктивности колоса у мягкой яровой пшеницы, всего один генотип - среднеспелый сорт Новосибирская 91 формировал достоверно больше зёрен в колосе (31,9), чем скороспелый стандарт - сорт Новосибирская 22 (26,5). В 2003 г., когда условия вегетации сложились относительно неблагоприятно для формирования элементов продуктивности колоса, из 16 генотипов в конкурсном испытании 13 (81,2%) формировали больше зёрен в колосе, чем скороспелый сорт Новосибирская 15. Ежегодно среднепоздний сорт Новосибирская 91 превосходил стандарт по озернённости колоса, при этом превышение варьировало от 7 до 61%. В разные годы значительно превосходили скороспелые стандарты (Новосибирская 22, Новосибирская 15) по рассматриваемому признаку среднепоздний сорт Новосибирская 91 и среднеспелые Новосибирская 89, Новосибирская 44 и селекционные линии Л 95/8, Л 93/7, Л 1530 и другие.

Таблица 3. Обобщённые данные по числу зёрен в колосе у сортов и селекционных линий при конкурсном испытании, 1998 - 2006 гг.

Масса 1000 зёрен. Дисперсионный анализ показал, что доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании массы 1000 зёрен колеблется от 75% в 1999 г. до 89% в 2001 г. Следует подчеркнуть, что рассматриваемый признак в отличие от других признаков, связанных с продуктивностью колоса, характеризуется относительной стабильностью по характеру варьирования, что свидетельствует о потенциальных возможностях его улучшения селекционными методами, прежде всего, внутривидовой гибридизацией. Обобщённые данные по массе 1000 зёрен представлены в таблице 4. Как видно, у стандарта средние значения признака варьируют от 25,4 в 1999 г. до 40,2 в 2000 г., а групповые средние по всем сортам и линиям - от 30,2 в 1999 г. до 41,0 в 2006 г. При этом следует отметить значительное варьирование испытываемого материала во все годы его испытания, о чём свидетельствуют лимиты (Lim). В 2003 г. у нового сорта Лубнинка масса 1000 зёрен достигала 49 г, что на 8,1 г или на 42,4% выше, чем у стандарта - сорта Новосибирская 15. Высокие значения по рассматриваемому признаку получены и по другим сортам и линиям. По сорту Памяти Вавенкова в 2000 г. масса 1000 зёрен составила 44,2, в 2001 г. - 43,0, в 2002 г. - 43,8, у линии Л 876 в 2006 г. - 48,1 г. В 2006 г. все испытанные сорта и селекционные линии превзошли стандарт Новосибирскую 15 по крупности зерна, причём превышение варьировало от 8,1 у сорта Новосибирская 89 до 39,8% у линии Л 876. Тот факт, что скороспелый сорт Новосибирская 15 характеризовался меньшей крупностью зерна, чем все остальные генотипы в конкурсном испытании в 2006 г. говорит о том, что условия внешней среды на определённом этапе онтогенеза, а конкретнее в фазы формирования и налива зерна, сложились менее благоприятно, чем для других генотипов.

Таблица 4. Обобщённые данные по массе 1000 зёрен (г) у сортов и селекционных линий при конкурсном испытании, 1998 - 2006 гг.

В целом же следует отметить, что районированные сорта и новые селекционные линии характеризуются значительным генетическим потенциалом по крупности зерна.

Продуктивность колоса. Дисперсионный анализ показал, что доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании по продуктивности колоса, колебалась от 75% в 2000 г. до 85% в 2004 г. Это говорит о значительном наследственном разнообразии изучаемого селекционного материала по продуктивности колоса. В таблице 5 представлены обобщённые данные по массе зерна колоса сортов и селекционных линий при конкурсном испытании в 1998-2006 гг. Средние значения по стандартам варьируют от 0,64 г в 1999 г. до 1,19 г в 2000 г. а групповые средние (Х₀) - от 0,73 г в 1999 г. до 1,17 г в 2006 г. О значительном варьировании продуктивности колоса сортов и линий свидетельствуют лимиты (Lim). Самой низкой продуктивностью колоса характеризовался сорт Обская 14 (0,57 г) в 1999 г., а самой высокой - Линия 1533 (2,65 г) в 2006г., что на 1,7 г или почти в 4 раза больше, у стандарта - сорта Новосибирская 15. Существенно превысили стандарт по продуктивности колоса в 1998 г. линия ЛАД-927 (20,0%), в 1999 г. линия 173(151/15) (33,3%), в 2001 г. сорт Новосибирская 91 (42,9%) и линии Л 93/7, Л 95/8, Л 86/9 (28,6%), в 2002 г. сорт Новосибирская 91 (60%), линии ЛАН-1189 (60,0%), в 2003 г. линии ЛАН-1189 (57,0%), Л 832/561 (42,9 %), сорт Новосибирская 44 (85,7%), Новосибирская 89 (42,9%), в 2004 г. сорт Баганская 95 (75,0%) и в 2006 г. линия Л 1533 (71,4%). Эти данные говорят о том, что некоторые районированные сорта и новые селекционные линии характеризуются значительным генетическим потенциалом по продуктивности колоса.

Таблица 5. Обобщённые данные по массе зерна колоса (гр.) у сортов и селекционных линий при конкурсном испытании, 1998-2006 гг.

Урожайность зерна и продолжительность вегетационного периода. В таблице 6 представлены результаты двухфакторного дисперсионного анализа данных по урожайности зерна в конкурсном испытании сортов и линий. Поскольку ежегодно исключаются из испытания отдельные селекционные линии, уступающие стандарту по урожайности, и в последующие годы включаются новые линии, то возможно изучить взаимодействие годы х генотипы только за ограниченный срок их испытания. Так, например, с 1998 по 2000 гг. одиннадцать сортов и линий ежегодно испытывались, при этом доля изменчивости, обусловленная условиями вегетации в течение трёх лет, составила 54% от общего фенотипического варьирования рассматриваемого признака, в данном случае урожайности зерна. В то же время генотипическая изменчивость составила всего 8%, а изменчивость, вызванная взаимодействием годы х генотипы - 14%. Таким образом, в общее варьирование урожайности зерна в течение трёх лет большая часть изменчивости, вызвана условиями вегетации, складывающимися в разные годы.

А различия эти были существенными: в 1998 осадков выпало на 22 мм, в 1999 г. на 160 мм меньше, а в 2000 г. на 181 мм больше нормы (табл.1). Естественно, что такие резкие различия по водному режиму в период вегетации пшеницы, не могли не сказаться на характере изменчивости урожайности зерна в конкурсном испытании. Обращает на себя также внимание высокая доля случайной изменчивости, которая составляет 24%, что выше доли генотипической изменчивости (8%) и изменчивости, обусловленная взаимодействием годы х генотипы (14%). Надо отметить, что в полевых экспериментах случайная изменчивость в основном складывается за счёт варьирования урожайности между повторностями. Анализ данных таблицы 6 показывает, что доля изменчивости, обусловленная условиями вегетации (годы), варьирует от 49 (2003-2006 гг.) до 76 (2000-2003 гг.), генотипическая изменчивость - от 4 (1999-2003 гг.) до 21 (2003-2006 гг.), а доля изменчивости, вызванная взаимодействием годы х генотипы, - от 4 (2000-2003 гг.) до 18 % (2001-2006 гг.).

Таблица 6. Результаты двухфакторного дисперсионного анализа данных конкурсного испытания сортов и селекционных линий по урожайности зерна (1998 -2006 гг.)

* Р < 0,05; ** Р < 0,01; ***Р < 0,001

Изменчивость урожайности зерна в КСИ в зависимости от генотипов и условий вегетации проиллюстрирована на рис. 2.

В таблице 7 представлены данные по урожайности зерна, длине вегетационного периода и коэффициенты корреляции между этими показателями (r). Средняя урожайность зерна у стандарта варьировала от 20,1 в 2003 г. до 40,6 ц/га в 2000 г., а средняя урожайность по всем вариантам, т.е. сортам и селекционным линиям варьировала от 19,6 в 2003 г. до 41,7 ц/га в 2000 г. Максимальный уровень урожайности зерна получен в 2000 г. по линии ЛАД-914 (Новосибирская 91) - 52,1 ц/га. Следует подчеркнуть, что в 2000 г. за период вегетации пшеницы выпало 378 мм осадков, что на 181 мм, или на 49% больше нормы. При этом средняя температура воздуха была на 2,1 ⁰С выше средней многолетней. Обращает на себя внимание, что гидротермический коэффициент в этом году составил 1,90. Ежегодно часть генотипов достоверно превышали стандарт по урожайности зерна. Года сильно различались по числу генотипов, превысивших стандарт по урожайности зерна: в 1998 г. только одна линия - Сибирская 102 превысила стандарт на 12,7%, в 1999 г. шесть генотипов - от 9,4 у линии ЛАД-893 до 16,9% ЛАН-1300, в 2000 г. четыре генотипа - от 11,6 у линии Л 832/581 до 23,6% у линии ЛАД-927, в 2001 г. два генотипа - линия Л 832/581 (19,2%), сорт Памяти Вавенкова (19,2%), в 2002 г. - два генотипа - сорт Обская 14 (36,5%) и линия Л 832/581 (29,8%), в 2003 г. от 11,4 у сорта Новосибирская 29 до 83,1% у линии Л 832/581, в 2004 г. - 12 генотипов - от 11,0 у линии Л 1529 до 37,5% у сорта Баганская 95, в 2006 г. - 18 генотипов - от 30,2 у линии Л 1530 до 72,8% у сорта Лубнинка. Обращает на себя внимание, что ряд линий и сортов относительно стабильно превышают стандарт по урожайности зерна: сорта Памяти Вавенкова, Новосибирская 91, Лубнинка, Новосибирская 29, линии Л 1571, Л 1530, Л 1533.

Средняя продолжительность вегетационного периода варьировала у стандарта от 66 в 1999 г. до 81 дней в 2001 г., а средняя по всем вариантам от 75 в 1998 г. до 90 дней в 2001 г. Минимальная продолжительность вегетационного периода в 1999 г., когда количество осадков выпало на 160 мм меньше нормы, а средняя температура воздуха на 2,1 ⁰С выше средней многолетней. При этом гидротермический коэффициент равнялся 0,33, что свидетельствует о крайне засушливых условиях в период вегетации пшеницы. О сопряжённости между урожайностью зерна и продолжительностью вегетационного периода свидетельствует коэффициенты корреляции, которые варьировали от -0,741 в 2001 г. до +0,518 в 1999 г. Достоверные коэффициенты корреляции с отрицательным знаком получены в 2000-2003 гг., что свидетельствует о том, что по мере удлинения вегетационного периода наблюдается снижение урожайности зерна. Такая сопряжённость говорит в пользу скороспелых сортов. Обращает на себя внимание, что в 1999, 2004 и 2006 гг. получены достоверные положительные коэффициенты корреляции, свидетельствующие о том, что по мере удлинения вегетационного периода повышалась урожайность зерна. При этом отметим, что 1999 г. характеризовался сильной засухой, при которой позднеспелые сорта формировали более высокий урожай по сравнению со скороспелыми. Полученные коэффициенты корреляции говорят о том, что уровень сопряжённости между урожайностью и продолжительностью вегетационного периода зависит от условий вегетации, складывающихся на разных этапах онтогенеза. А поскольку метеорологические факторы не регулируются экспериментатором и производственником, то эффективная реализация генетического потенциала возможна только путём регуляции сортовой структуры посева таким образом, чтобы в течение периода вегетации использовались фактически сложившаяся динамика распределения осадков и температуры. Учитывая изменчивость количества и характер распределения метеофакторов, одним сортом с определённой длиной вегетационного периода невозможно реализовать агротехнологический ресурс, поэтому необходимо возделывать несколько сортов, которые в разные периоды вегетации реализовали бы этот ресурс.

Важно было выяснить, какое количество сортов и линий превышают стандарт по урожайности зерна. Как видно из таблицы 7 этот показатель в зависимости от года достоверно варьировал от 1 в 1998 г. до 18 в 2006 г. При этом следует отметить, что ни одна из новых селекционных линий не характеризуется достоверно более коротким вегетационным периодом, чем стандарты Новосибирская 22 и Новосибирская 15, что свидетельствует о сложностях, возникающих при создании высокоурожайных сортов с вегетационным периодом, характерным для стандартов.

Показатели качества зерна. Без высоких показателей качества зерна современный сорт не будет иметь успеха. Это, прежде всего, содержание белка и клейковины в зерне. Возделываемые в Западной Сибири сорта мягкой яровой пшеницы значительно различаются по этим двум показателям и хлебопекарным свойствам. Содержание белка в зерне сортов и селекционных линиях варьирует в зависимости от генотипа и условий внешней среды, групповые средние (Х₀) относительно однородны и колеблются от 14,4 в 1998 г. до 17,6 в 1999 г. Отчётливо показано, что уровень содержания белка зависит от условий вегетации пшеницы. В 1999 г. складывались крайне засушливые условия, когда за период май - август выпало 72 мм осадков, что составляет 31 % от нормы, а среднемесячная температура воздуха на 2,1 градусов выше средней многолетней. Самое низкое содержание белка наблюдалось в 1998 г, когда за период вегетации пшеницы выпало 297 мм осадков, что на 28 % больше нормы, а среднемесячная температура была на 1,7 градуса выше средней многолетней. Между генотипами наблюдались значительные различия в годы их испытания. В 1998 г. содержание белка варьировало от 11,9 у среднеспелого сорта Обская 14 до 17,6 у скороспелого сорта Новосибирская 15, в 1999 г. от 14,8 у линии Лютесценс 1290 до 19,9 у линии 172(151/14), в 2000 г. от 14,1 у сорта Новосибирская 29 до 17,7 у Новосибирской 15, в 2001 г. от 13,1 у сорта Новосибирская 91 до 16,2 у Новосибирской 15, в 2003 г. от 13,4 у Обской 14 до 19,0 у Новосибирской 15 и в 2004 г. от 13,3 у линии ЛАД-927 до 20,7 % у сорта Новосибирская 29. Обращает на себя внимание, что скороспелый сорт Новосибирская 15 занимает лидирующее положение по содержанию белка, которое варьировало от 16,2 в 2001 г. до 20,2 в 2004 г. С одной стороны, высокое содержание белка в зерне скороспелого сорта Новосибирская 15, детерминировано генетически, а с другой, этот признак связан с тем, что для скороспелого сорта складываются более благоприятные условия для формирования зерна с повышенным содержанием белка.

Содержание клейковины в зерне сортов и селекционных линиях при конкурсном испытании существенно варьировало. В 1998 г. содержание клейковины варьировало от 25,8 у сорта Обская 14 до 39,7% у скороспелого сорта Новосибирская 15, в 1999 г. от 32,2 у сорта Обская 14 до 43,5% у линии Л 173(151/15), в 2000 г. - от 28,0 у сорта Обская 14 до 41,4% у сорта Новосибирская 15, в 2001 г. - от 27,2 у сорта Новосибирская 91 до 35,0% у сорта Новосибирская 15, в 2002 г. - от 27,4 у сорта Новосибирская 44 до 38,0% у сорта Новосибирская 15, в 2003 г. - от 27,0 у сорта Обская 14 до 37,5% у сорта Новосибирская 15 и в 2004 г. - от 25,9 у сорта Обская 14 до 41,5% у сорта Новосибирская 15. Сорт характеризуется стабильностью по признакам качества зерна. Здесь отчётливо проявляется генетическая детерминация содержания клейковины в зерне у разных генотипов. Несмотря на то, что условия вегетации оказывают модифицирующее влияние на содержание клейковины в зерне, наследственная особенность сортов и линий по этому признаку выявляется совершенно отчётливо.

Устойчивость к болезням. Лучшие по урожайности зерна сорта и линии на инфекционном фоне незначительно различаются по устойчивости к мучнистой росе и бурой ржавчине, но в то же время отдельные генотипы характеризуются устойчивостью к пыльной головне: сорта Новосибирская 22, Новосибирская 15, Новосибирская 29, Новосибирская 89, Памяти Вавенкова, линии Л 172(151/14), ЛАД-927, Л 93/2, Л 93/7 и др.

Таблица 7. Обобщённые данные по урожайности зерна и длине вегетационного периода у сортов и селекционных линий в конкурсном испытании, 1998 -2006 гг.

* Р < 0,05

Примечание: с 1998 г. по 2002 г. стандартом служил сорт Новосибирская 22, а с 2003 по 2006 г. сорт Новосибирская 15.

16 Характеристика новых сортов. В Сибирского НИИ растениеводства и селекции СО РАСХН почти тридцать лет под руководством академика П.Л. Гончарова реализуется широкомасштабная программа «Сибирская пшеница» по селекции мягкой яровой пшеницы. Создано и широко возделывается ряд сортов, характеризующихся высокой урожайностью и комплексом хозяйственно-ценных признаков. Сюда относятся такие сорта как Новосибирская 89, Обская 14, Баганская 93, Баганская 95, Новосибирская 22, Новосибирская 91, Новосибирская 29, Новосибирская 15, которые занимают в Сибири и других регионах Росси более 2 млн. гектаров посевной площади (Лубнин, Советов, 1999, 2005; Советов, 1999). Автор представляемой диссертационной работы принимает участие в селекционной программе по мягкой яровой пшенице, начиная с 1988 г. и является соавтором сортов: раннеспелых - Новосибирская 15, Памяти Вавенкова; среднераннего - Новосибирская 29.

Сорт Новосибирская 15 создан методом внутривидовой гибридизации и характеризуется сложной многоступенчатой родословной. Авторы: А.Н., Лубнин, Н.В., Вавенков, В.В., Советов, Ж.И. Бахарева, Н.И. Стёпочкина. Происхождение: [(Безенчукская 98 х Иртышанка 10⁴) х Тулунская 10] х Новосибирская 22. По своим морфологическим и биологическим признакам сорт резко выделяется своей однородностью и стабильностью. Среди раннеспелой группы сортов он характеризуется высоким потенциалом продуктивности. В конкурсном испытании за период с 1998 по 2006 гг. урожайность зерна варьировала от 20,5 до 28,9 ц/га, а в экологическом испытании на Новосибирском ГСУ в 2000 г. получено 50,5 ц/га, что на 5,0 ц/га больше, чем у стандарта. Это свидетельствует о высоком генетическом потенциале этого уникального сорта. При этом длина вегетационного периода варьирует в зависимости от условий вегетации, в первую очередь от водного и температурного режима, от 67 до 74 дней. При конкурсном испытании с 1998 г. по 2006 г. продолжительность вегетационного периода варьировала от 66 дней в 1999 г. до 81 дня в 2001 г. Сорт характеризуется высокой натурой зерна, которая в среднем составляет 774 г/л, что на 24 г/л выше, чем у стандарта. Средняя масса 1000 зёрен составляет 40,0 г. Что касается качества зерна, то следует особо подчеркнуть стабильность экспрессии содержания белка (18,4%) и клейковины (37,4%). По этим показателям зерно относится к первой группе (70 ед. ИДК). Средняя оценка силы муки составляет 446 е.а., что на 106 е.а. выше, чем у стандарта. Средний показатель объёма хлеба составляет 730 см³, а общая хлебопекарная оценка составляет 4,4 балла. Таким образом, по технологическим и хлебопекарным показателям зерно сорта Новосибирская 15 относится к категории сильных пшениц. При заражении растений на инфекционном фоне сорт характеризовался высокой устойчивостью к пыльной головне, средней устойчивостью к бурой ржавчине и мучнистой росе. Сорт толерантен к неблагоприятным факторам внешней среды, к таким факторам как засуха и жара, по которым он превосходит стандарт Новосибирскую 22. В 2003 г. сорт Новосибирская 15 регистрирован в Государственном реестре селекционных достижений. Сорт возделывается в 18 областях Российской Федерации, представленные шестью регионами. Занимаемая площадь посева на 2007 г. 220000 га.

Сорт Новосибирская 29 создан методом отдалённой межвидовой гибридизации с последующим индивидуальным отбором в расщепляющихся популяциях рекомбинантов с комплексом хозяйственно-ценных признаков. Авторы: П.Л. Гончаров, Н.В. Вавенков, А.Н. Лубнин, В.В.Советов. Происхождение: [(ППГ F₁ х Сонора 64) х Грекум 114] х Новосибирская 22. На всех этапах селекционного процесса отобранный рекомбинант превосходил стандарт по продуктивности и целому ряду признаков. По вегетационному периоду, который варьирует в зависимости от условий вегетации от 70 до 81 дня, сорт относится к среднеранней группе. Урожайность зерна в зависимости от метеорологических условий и технологии возделывания варьирует от 35,0 до 45,0 ц/га, а максимальная урожайность зерна составила 50,5 ц/га. При соответствующей технологии сорт способен реализовать ещё более высокую урожайность. Сорт относится к группе сильных пшениц. Среднее содержание белка в зерне составляет 16,9%, при 15,2% у стандарта, а содержание клейковины - 36,8%, тогда как у стандарта этот показатель составил 31,0%. Средний показатель по силе муки составляет 476 е.а., что на 133 е.а. выше, чем у стандарта. Средняя масса зерна составляет 35,4 г. Общая хлебопекарная оценка достаточно высокая и составляет 4,2 балла, что на 0,3 балла выше стандарта. На инфекционном фоне сорт характеризуется высокой устойчивостью к пыльной головне, средней устойчивостью к бурой ржавчине и мучнистой росе. Сорт регистрирован в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в 2003 г. Сорт Новосибирская 29 возделывается в 14 областях Российской Федерации, представленные пятью регионами. Площадь посева на 2007 г. 540000 га.

Сорт Памяти Вавенкова создан методом внутривидовой гибридизации с последующим индивидуальным отбором {[(Finella х Бирюсинка) х LA 296] х Тулун 12}. Авторы: А.Н. Лубнин, В.В. Советов, П.Л. Гончаров, Н.В. Вавенков, Г.П. Карловец, С.А. Минина. Разновидность лютесценс. Продолжительность вегетационного периода 70-80 дней. Максимальная урожайность зерна составила 50 ц/га. По качеству зерна относится к группе сильных пшениц. Среднее содержание белка около 17%, клейковины - 36,5%. Средний показатель силы муки составляет 520 е.а. Средняя масса 1000 зёрен составляет 38,0 г. Общая хлебопекарная оценка 4,4 балла. Объём хлеба 520 см³/100 г муки. Сорт характеризуется высокой устойчивостью к полеганию и пыльной головне, средней устойчивостью к бурой ржавчине и мучнистой росе. Сорт регистрирован в Государственном реестре селекционных достижений, допущенных к использованию в 2008 г.

Сорт Новосибирская 44 создан методом внутривидовой гибридизации с последующим индивидуальным отбором {[(Безенчукская 98 х Скала³) х Иртышанка 10] х Новосибирская 22}. Авторы: А.Н. Лубнин, В.В. Советов, П.Л. Гончаров, Ю.А. Христов, Ж.И. Бахарева, Э.И. Лангольф, Н.Д. Дудкина. Разновидность лютесценс. Продолжительность вегетационного периода 76-84 дня. Максимальная урожайность зерна составила 55,0 ц/га. Среднее содержание белка 16%, клейковины - 30%. Средний показатель силы муки составляет 500 е.а. Средняя масса 1000 зёрен составляет 37,5 г, общая хлебопекарная оценка - 4,2 балла. Объём хлеба 550 см³/100 г муки. Сорт характеризуется устойчивостью к полеганию и мучнистой росе, слабо поражается пыльной головне. Характеризуется высокой устойчивостью к бурой ржавчине. Сорт проходит Государственное испытание с 2005 г.

Сорт Лубнинка создан методом внутривидовой гибридизации с последующим индивидуальным отбором (Кантегирская 89 х Новосибирская 44). Авторы: А.Н. Лубнин, В.В. Советов, П.Л. Гончаров, Н.Д. Дудкина, Г.П. Карловец, С.А. Минина. Разновидность лютесценс. Продолжительность вегетационного периода 75-83 дня. Максимальная урожайность зерна составила 60,0 ц/га. Среднее содержание белка 15%, клейковины - 30%. Средний показатель силы муки составляет 620 е.а. Средняя масса 1000 зёрен составляет 44,0 г, общая хлебопекарная оценка - 4,0 балла. Объём хлеба 500 см³/100 г муки. Натура зерна 800 г/л. Сорт характеризуется высокой устойчивостью к бурой ржавчине, слабо поражается пыльной головнёй. Сорт проходит Государственное испытание с 2006 г.

Многолетнее изучение созданного нового селекционного материала мягкой яровой пшеницы позволяет сделать следующие выводы:

1. По полевой всхожести доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака колебалась от 79% в 2004 г. до 96% в 2002 г., что свидетельствует о значительном наследственном разнообразии селекционного материала по этому важному признаку. Максимальное выражение признака наблюдалось в 1999 г. у линии ЛАД-927, у которой число всходов на 1 м² составило 560. Стандарт превзошли в 1999 г. линия ЛАН-1189 на 19,5%, в 2000 г. линии 172(151/14) на 15,4, Л 86/9 на 14,5%, в 2004 г. - линия 1529 на 17,1%, в 2006 г. на 22,7% Новосибирская 91.

2. По числу продуктивных стеблей на 1 м² доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака колебалась от 76 % в 2003 г. до 86 % в 2002 г., что говорит о существенном наследственном разнообразии селекционного материала по признаку, тесно связанному с продуктивностью сорта. Наиболее высоким продуктивным стеблестоем характеризовалась новая линия ЛАД-927, которая превзошла стандарт на 13,3 %. Коэффициент корреляции между числом всходов и продуктивным стеблестоем составил 0,833.

3. По озернённости колоса доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака колебалась от 46% в 2002 г. до 91% в 1999 г. Среднее число зёрен в колосе у стандарта варьировало от 19,1 в 2001 г. до 28,3 в 1998 г., а групповые средние по всем линиям и сортам - от 23,3 в 1999 г. до 30,0 в 2002 г. Максимальная выраженность признака наблюдалась в 2002 г. у сорта Новосибирская 91, когда среднее число зёрен в колосе составило 42,7, что на 16,2 зёрен, или на 61% больше, чем у стандарта - сорта Новосибирская 22. Значительно превосходили стандарт по озернённости колоса новые селекционные линии Л 95/8, Л 93/7, Л 1530.

4. По крупности зерна доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака колебалась от 75% в 1999 г. до 89% в 2001 г., что свидетельствует о значительном наследственном разнообразии нового селекционного материала по массе 1000 зёрен. Среднее значение признака у стандарта варьировало от 25,4 в 1999 г. до 40,2 г в 2000 г., а групповая средняя по всем линиям и сортам от 30,2 в 1999 г. до 41,0 г в 2006 г. Существенно превысили стандарт по массе 1000 зёрен новые линии Л 876, Л 1570, Л 1532, Л 1533.

5. По продуктивности колоса доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака колебалась от 75 % в 2000 г. до 85 % в 2004 г., что свидетельствует о существенном наследственном разнообразии нового селекционного материала по продуктивности колоса. Средняя масса зерна колоса у стандарта варьировала от 0,64 в 1999 г. до 1,19 г в 2000 г., а групповая средняя по всем сортам и линиям - от 0,73 в 1999 г. до 1,17 г в 2006 г. Самый продуктивный колос формировала линия Л 1533 в 2006 г. Существенно превысили стандарт новые селекционные линии ЛАД-927, 173(151/15), Л 93/7, Л 95/8, Л 86/9 и др.

6. По урожайности зерна доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании колебалась от 25% в 1998 г. до 70% в 2004 г., что говорит о наследственном разнообразии нового селекционного материала по урожайности зерна. Средняя урожайность у стандарта варьировала от 20,1 в 2003 г. до 40,6 ц/га в 2000 г., групповая средняя по всем линиям и сортам от 19,6 в 2003 г. до 41,7 ц/га в 2000 г. Максимальный уровень урожайности зерна наблюдался в 2000 г. сорта Новосибирская 91 - 52,1 ц/га, что на 11,5 ц/га, или на 28,3 % выше, чем у стандарта. Значительно пре...