Реализация продуктивности колоса у коллекционных образцов озимой мягкой пшеницы

Размещено на http://www.allbest.ru//

Реализация продуктивности колоса у коллекционных образцов озимой мягкой пшеницы

Введение

На сегодняшний день, генотип возделываемой пшеницы нуждается в постоянном улучшении и насыщении, поскольку культура возделывается в условиях интенсификации производства. Решением данного вопроса является предселекционное исследование образцов коллекционного материала Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова (ВИР), г. Санкт-Петербург. Коллекция семян пшениц этого института насчитывает более 54 тыс. образцов. В наших исследованиях задействованы генотипы из пяти стран мира различающиеся по массе 1000 зерен и высоте растений.

Исследование адаптивности к небывалому прессингу мутагенного эффекта пестицидов, непредсказуемости аномальных погодных явлений позволяет селекционеру искать новые генетические вариации, способные коренным образом изменить архитектонику растения и ценоза, повысить эффективность фотосинтеза, особенно в период цветения, создавать климатически пластичные сорта [1-3, 7].

В связи с этим, всесторонняя оценка исходного материала озимой мягкой пшеницы по основным хозяйственно-ценным признакам в условиях конкретного региона является актуальным и перспективным.

Целью наших исследований являлось изучить показатели продуктивности различных коллекционных образцов озимой мягкой пшеницы коллекции ВИР.

Поставленная цель потребовала решить следующие задачи:

1. Провести оценку показателей, формирующих продуктивность колоса;

2. Распределить коллекционные образцы по группам по признаку «высота растений» для дальнейшего использования в селекционном процессе;

3. Выявить перспективные коллекционные образцы для селекции на продуктивность колоса. продуктивность колос коллекционный

2. Материалы и методы

В опыте изучалось 19 сортобразцов из коллекции ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр всероссийский институт генетических ресурсов растений имени Н.И. Вавилова» (ВИР) из 5 стран: Болгарии, Италии, Чехии, Франции и России. В качестве контроля взят сорт Васса селекции НЦЗ им. П.П. Лукьяненко Васса (таблица 1):

Таблица 1 - Образцы озимой мягкой пшеницы из коллекции ВИР

Однофакторный лабораторно-полевой опыт был заложен в трех повторениях с рендомизированным расположением опытных делянок осенью 2017 г. на опытном поле учебно-опытного хозяйства «Кубань». Размер делянки 1,5Ч0,5 м., посев ручной, рядовой, междурядье 15 см, норма высева 65-75 зерен на погонный метр. Глубина заделки семян 4-6 см. Срок сева - с 1 по 10 октября, оптимальный для центральной зоны Краснодарского края. Удобрения и средства защиты растений в опыте не применялись. Способ уборки ручной.

Экспериментальная часть работы выполнена в «Лаборатории генетики, селекции и контрольно-семенного анализа», на базе ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина» и на опытном поле учебного хозяйства «Кубань» КубГАУ г. Краснодар в 2018-2019 гг.

В опыте анализировались такое показатели как: высота растений (см), длина главного колоса (см), количество колосков в главном колосе (шт.), количество зерен в главном колосе (шт.), масса зерна с главного колоса (г), масса 1000 зерен (г). Оценка элементов продуктивности проводилась по методикам принятым в КубГАУ.

Для статистической обработки данных использовали компьютерную программу Microsoft Excel 2010, применяя методы анализа дисперсий. Результаты сравнивали с помощью НСР с 95% доверительным интервалом. Расчет однофакторного дисперсионного анализа проводился по методике Б.А. Доспехова [4].

3. Результаты исследований

Одним из перспективных направлений селекции пшеницы является создание короткостебельных форм. [1, 7]. В 2018-2019 гг. проведения исследования, значительного полегания растений озимой мягкой пшеницы не отмечалось. В 2019 году, погодные условия были схожими с предыдущим годом исследований, однако наблюдалось пониженное количество атмосферных осадков. Для сравнительной характеристики коллекционных образцов озимой мягкой пшеницы по высоте растений использовалась следующая градация: высокорослые - свыше 115 см., среднерослые - 95-115 см., короткостебельные - 86-94 см., полукарликовые - 75-85 см., карликовые - 41-74 см. (рисунок 1-2).

В 2018 году среди изучаемых сортообразцов по показателю «высота растения» самыми низкорослыми сортообразцами являлись: Mironovskaja 808 - 46,8 см., Спартанка - 70,5 см. и Bononia - 70,6 см. Во второй год исследований сортообразец Mironovskaja 808 показал высоту растений - 51,4 см., а Спартанка - 73,2 см. Сортообразец Bononia показал высоту растения - 94,6 см. и был исключен из группы карликовых образцов. По данным за два года исследования сортообразцы Mironovskaja 808 и Спартанка отнесены в группу карликов (41-74 см.).

Распределение по высоте растений среди изучаемых образцов за 2 года исследований составило: высокорослых - 2 образца, среднерослых 5 образцов, короткостебельных - 5 образцов, полукарликовых - 6 образцов и карликовых - 2 образца.

Признаки «длина колоса» и «количество продуктивных колосков в колосе» обладают меньшей степенью зависимости от факторов внешней среды и в большей степени зависят от генотипа. Эти признаки являются показателями, которые формируют потенциальную продуктивность колоса [6, 7]. Признак «количество продуктивных колосков в колосе» довольно константен, и его изменение в процессе селекции весьма затруднительно [5, 10]. Признак «длина колоса» более отзывчив на изменение климатических и погодных условий, однако его влияние на озерненность находится в сильной зависимости с признаком «количество продуктивных колосков в колосе» (таблица 2).

В 2018 году по длине колоса выделились 4 варианта: Васса (контроль), Калоян, Cologna lunga razza 188 и Fenotipo 1 - 10,9, 10,7, 10,7 и 10,6 см. соответственно. Наименьшей длиной колоса обладает образец KS 60 - 7,2. Однако образец Cologna lunga razza 188 показал наименьшее количество продуктивных колосков в колосе - 14,7 шт. По совокупности показателей выделись сортообразцы Калоян и Fenotipo 1: длина колоса 10,7 и 10,6 см., а количество продуктивных колосков 19,8 и 19,6 шт., соответственно. Однако, они не превзошли контрольный сорт Васса с длиной колоса - 10,9 см. и количеством продуктивных колосков 23,8 шт.

Таблица 2 - Длина колоса и количество продуктивных колосков и зерен в колосе образцов озимой мягкой пшеницы коллекции ВИР, 2018-2019 гг.

В 2019 году, по показателю «длина колоса» выделился сортообразец Fenotipo 1 - 10,9 см., достоверно превзошедший контрольный сорт Васса на 1,1 см. (НСР05 = 0,8). Однако по показателю «количество продуктивных колосков в колосе» значительно уступил контролю 3,5 шт.

Таким образом, по результатам двух лет исследования, из коллекционных образцов совокупности признаков «длина колоса» и «количество продуктивных колосков в колосе» выделились: сортообразец Fenotipo 1 - средняя за 2 года длина колоса - 10,8 см., количество продуктивных колосков в колосе - 20,1 шт., за исключением контроля (23,9 шт.), а так же образец Калоян длина колоса - 10,2 см. количество продуктивных колосков в колосе - 19,9 шт.

Показатель «количество зерен в колосе» один из важнейших элементов продуктивности растения. Изучение путей повышения данного показателя является одним из приоритетных направлений селекционного процесса. Наряду с количеством зерен в колосе немаловажным является средняя масса одной зерновки, которая выражается в виде показателя «масса 1000 зерен». Отмечается обратная корреляция между показателями «количество зерен в колосе» и «масса 1000 зерен». В связи с этим, приоритетной задачей является поиск оптимального сочетания обоих признаков [8]. Для оценки данного взаимодействия необходимо использовать признак, находящийся в зависимости от обоих признаков [9]. Таким признаком может служить «масса зерен с колоса» (таблица 3).

В 2018 году по количеству зерен в колосе выделился сортообразец Fenotipo 1 - 58,1 шт. существенно превзойдя контрольный сорт Васса на 4,5 шт. (НСР05 = 4,5). Наименьшее значение показал сортообразец Cologna lunga razza 188 - 26,5 шт. По показателю «масса 1000 зерен» наибольшее значение показал сортообразец Cologna lunga razza 188 - 71,20 г. По показателю «масса зерен с колоса» ни один образец не превысил контрольный сорт Васса - 3,01 г. (НСР05 = 0,26).

В 2019 году по показателю «количество зерен в колосе» выделился сортообразец Fenotipo 1 - 56,2 шт. несущественно превзойдя контрольный сорт Васса на 4,9 шт. (НСР05 = 6,3). Наименьшее значение показал образец Cologna lunga razza 188 - 24,5 шт. По показателю «масса 1000 зерен» наибольшее значение показал образец Cologna lunga razza 188 - 69,15 г., что показывает сохранившуюся обратную корреляцию показателей «количество зерен в колосе» и «масса 1000 зерен». По показателю «масса колоса» выделился сортообразец Калоян, показав значение - 2,78 г., но несущественно пределах уступил контрольному сорту Васса, который показал массу колоса - 2,88 г. (НСР05 = 0,19).

Таблица 3 - Количество зерен в колосе, масса зерен с колоса и масса 1000 зерен образцов озимой мягкой пшеницы коллекции ВИР, 2018-2019 гг.

Таким образом, по результатам двух лет исследований, по показателю «масса 1000 зерен» выделился образец Cologna lunga razza 188 - 70,18 г., однако он показал самое низкое количество зерен в колосе - 25,5 шт., тем самым не были обеспечены высокие показатели массы зерен с колоса - 1,80 г. По совокупности показателей продуктивности колоса выделились образцы Fenotipo 1 и Калоян со средней за два года исследования: массой 1000 зерен - 47,24 и 51,77 г., количеством зерен в колосе - 57,3 и 51,6 шт., массой зерен с колоса - 2,31 и 2,71 г., соответственно. На основании проведенного анализа по продуктивности колоса у исследуемых образцов озимой мягкой пшеницы, перспективными представляются образцы Cologna lunga razza 188 (Италия) по массе 1000 зерен, сортообразец Fenotipo 1 по количеству зерен в колосе, сортообразец Калоян по совокупности показателей продуктивности колоса.

Список литературы

Беспалова Л.А. Развитие генофонда как главный фактор третьей зеленой революции в селекции пшеницы / Л.А. Беспалова // Вестник Российской академии наук. - 2015. - Т. 85. - № 1. - С. 9-11.

Вавилов Н.И. Центры происхождения культурных растений / Н.И. Вавилов. - Л., 1926. - Т. 16, Вып. 2. - 248 с.

Дорофеев В.Ф. Пшеницы мира / В.Ф. Дорофеев, М.М. Якубцинер, М.И. Руденко, Э.Ф. Мигушова и др. - Л.: Колос,

1976. - 487 с.

Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М. Агропромиздат, - 1985. - 351 с.

Кошкин С.С. Индекс потенциальной продуктивности и показатель «озерненность 2-х верхних колосков главного колоса», в качестве критериев потенциальной реализации генотипа растений озимой мягкой пшеницы / С.С. Кошкин, Л.В. Цаценко // Труды Кубанского государственного университета, №2(53), 2015- С. 134-140.

Куперман Ф. М. Морфофизиология растений. Морфофизиологический анализ этапов органогенеза различных жизненных форм покрытосеменных растений: Учебное пособие. - Высшая школа, 1973. -343 с.

Митрофанова О.П. Генетические ресурсы пшеницы в России: состояние и перспективы и предселекционное изучение / О.П. Митрофанова // Вавиловский журнал генетики и селекции. - 2012. - Т. 16. -

№ 1. - С. 10-20.

Цаценко Л.В. Изучение продуктивности главного колоса стародавних сортов озимой мягкой пшеницы / Л.В. Цаценко, С.С. Кошкин // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №04(098). С. 933-942. - IDA [article ID]:

Размещено на Allbest.ru