Благодаря наличию комплекса хозяйственно ценных признаков короткостебельные сорта ржи первой сортосмены в настоящее время широко используют в качестве доноров этого признака (4). Показано, что новый морфотип растения, созданный на основе доминантной короткостебельности, позволяет повысить потенциал продуктивности культуры (5). В то же время ряд авторов отмечают появление при этом нежелательных признаков: снижение адаптивности (засухоустойчивости), устойчивости к болезням, конкурентоспособности по отношению к сорнякам, а также мелкозерность и позднеспелость (6, 7). Плейотропный эффект доминантного гена короткостебельности в отличие от рецессивных полигенов обусловливает существенное снижение высоты растений и продуктивности (8, 9).

В начале 80-х годов прошлого столетия во Всероссийском НИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова были получены короткостебельные аналоги почти всех лучших сортов озимой ржи отечественной и зарубежной селекции, что позволило обогатить генофонд культуры, осуществить консервацию ценных образцов высокостебельных сортов, создать компоненты для формирования новых гибридных популяций и провести исследования по генетике признаков (10, 11). В Государственном реестре селекционных достижений России на 2000 год зарегистрировано 54 сорта озимой ржи, 24 из которых являются доминантно короткостебельными (12).

В Поволжском регионе полегание растений озимой ржи в той или иной степени отмечается практически ежегодно. Это обусловлено как типом почвы, так и повторениями сезонов с избыточным увлажнением и сильными ветрами. По мнению большинства авторов, среди морфолого-анатомических признаков, характеризующих прочность стебля, основными следует считать его длину, диаметр, массу второго нижнего междоузлия, а также устойчивость к силовой нагрузке (13, 14).

В связи с вышеизложенным целью нашей работы было исследование морфологических и физико-механических параметров стебля, обусловливающих устойчивость к полеганию, и обоснование целесообразности использования этих признаков в качестве критериев оценки последней.

озимая рожь полегание устойчивость

Методика

Объектом исследования служили короткостебельные образцы озимой ржи селекции Татарского НИИ сельского хозяйства, находящиеся в конкурсном сортоиспытании. С целью выявления зависимости степени полегания от типа короткостебельности мы проанализировали депрессию по хозяйственно ценным признакам у сортов Татарская 1, Эстафета Татарстана (доминантный тип) и Безенчукская 87, Огонек (рецессивный тип). В течение 14 лет (особенно тщательно во влажные годы) оценивали морфологические и физико-механические признаки стебля, колоса и междоузлий. Силу излома междоузлий определяли на приборе конструкции Агрофизического НИИ. Для математической обработки результатов применяли методы вариационного, дисперсионного и корреляционного анализов при использовании пакета программ статистического и биметрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции AGROS.

Результаты

Показатели продуктивности растений озимой ржи (число зерен с колоса, масса зерна с колоса и растения, масса 1000 зерен) снижались на 4,5-30,6 % в зависимости от генотипа сорта, времени наступления и типа полегания (табл. 1). Показатели морфолого-анатомических признаков стебля у сильно полегающих растений были на 10-51 % ниже, чем у неполегающих.

1. Показатели количественных и качественных признаков растений озимой ржи в зависимости от степени полегания

Устойчивость к полеганию возрастает при уменьшении нагрузки на нижнее междоузлие. При оценке параметров второго нижнего междоузлия отмечено существенное уменьшение прочности на излом (с 1861,4 до 1039,4 г) и массы (с 0,320 до 0,190 г). Достаточно надежным косвенным показателем, по нашим данным, может служить удельная масса соломины, которая уменьшалась при увеличении степени полегания.

У неполегающих растений масса зерна с колоса и растения, удельная масса, сила излома и масса второго нижнего междоузлия были выше, чем у полегающих, соответственно на 26,1 и 31,1; 44,8; 44,2 и 40,6 % (табл. 2). Показатели таких селекционно значимых признаков, как число зерен в колосе, толщина и диаметр стенки второго нижнего междоузлия, у полегающих растений были соответственно на 9,1; 10,1 и 13,5 % ниже, чем у неполегающих. Следовательно, перечисленные показатели можно использовать в качестве критериев для оценки устойчивости растений к полеганию.

2. Сравнительная оценка полегающих и неполегающих растений озимой ржи по хозяйственно ценным и морфолого-анатомическим признакам

По данным оценки влияния генотипа сорта и степени полегания растений озимой ржи на изменчивость признаков продуктивности и морфолого-анатомических параметров стебля, формирование таких признаков, как прочность на излом, масса междоузлия, продуктивность колоса и растения на 58,4-89,7 % зависело от модификаций, связанных с условиями внешней среды, вызывавшими в той или иной степени полегание растений. Это значительно перекрывало генотипическое варьирование, отражающее сортовые особенности, и, следовательно, крайне затрудняло прямое выявление ценных генотипов по этим признакам. Такая ситуация свидетельствует об обязательном проведении индивидуальной оценки отобранных элитных растений по их потомству. Напротив, доля влияния генотипа на проявление признаков «длина стебля», «число колосков в колосе», «число зерен в колосе», «длина второго нижнего междоузлия», «толщина стенки второго нижнего междоузлия» была более высокой и варьировала в пределах 53,1-95,6 %.

3. Оценка депрессии по хозяйственно ценным признакам сортов озимой ржи, различающихся по типу короткостебельности, при полегании растений

У растений сорта Эстафета Татарстана при полегании наиболее существенно снижались число и масса зерен с колоса (соответственно на 8,7 шт. и 0,70 г), сорта Татарская 1 (сильно полегающий) -- масса зерна с растения (на 2,72 г), что, вероятно, обусловлено увеличением длины, снижением массы, диаметра и, как следствие, прочности на излом второго нижнего междоузлия (табл. 3). У растений сортов с рецессивным типом короткостебельности депрессия по признакам продуктивности была ниже.

Высокая отрицательная корреляция наблюдалась между степенью полегания и прочностью стебля на излом (r = -0,934), массой второго нижнего междоузлия (r = -0,866), массой зерна с растения (r = -0,860) и колоса (r = -0,740). Не выявлено существенной взаимосвязи между степенью полегания и длиной стебля (r = 0,158). Между массой зерна с колоса и растения и массой междоузлия коэффициент корреляции составлял соответственно r = 0,851 и r = 0,852, а между прочностью стебля, с одной стороны, и массой, диаметром и толщиной стенки второго нижнего междоузлия, с другой, -- соответственно r = 0,866, r = 0,710 и r = 0,632. Кроме того, отмечена довольно высокая положительная взаимосвязь между прочностью стебля на излом и массой зерна с колоса (r = 0,825) и растения (r = 0,879).

Следовательно, уменьшение длины стебля не всегда гарантирует абсолютную устойчивость к полеганию. В условиях биоценоза, когда удельные нагрузки на корни и стебель возрастают, несущая способность последнего снижается, и при неблагоприятных условиях посевы могут полегать. Поэтому с целью повышения устойчивости к полеганию независимо от генетического контроля высоты растений необходимо применять многократный отбор по прочности стебля на излом, а также массе или диаметру второго нижнего междоузлия.

Таким образом, при полегании растений озимой ржи уменьшаются прочность стебля на излом, масса второго нижнего междоузлия, масса зерна с главного колоса и растения. Изменчивость этих признаков обусловлена в большей мере степенью полегания, чем генотипом сорта. Благодаря значительной сопряженности между элементами продуктивности, морфолого-анатомическими признаками стебля и степенью его полегания рекомендуется использовать эти параметры в качестве селекционных критериев для оценки устойчивости к полеганию. Выделенные нами устойчивые к полеганию образцы озимой ржи могут быть использованы как исходный материал в селекционной практике.

Литература

Г о н ч а р е н к о А.А., Ф о к а н о в А.М. Полегание озимой ржи, урожай и качество семян. Сел. и сем., 1980, 4: 40-42.

К о б ы л я н с к и й В.Д. Рожь. Генетические основы селекции. М., 1982.

П о н о м а р е в а М.Л., П о н о м а р е в С.Н. Генетические основы селекции озимой ржи на устойчивость к полеганию. В сб.: Актуальные проблемы селекции и семеноводства зерновых культур Юго-Восточного региона РФ. Саратов, 1999: 130-131.

К о б ы л я н с к и й В.Д., К о р о т к о в а Н.А. Создание короткостебельных сортов озимой тетраплоидной ржи. Сел. и сем., 1985, 2: 36-37.

Т о р о п Е.А. Структура урожайности озимой ржи в связи с разработкой перспективной модели сорта для условий Центрально-Черноземной зоны. Автореф. канд. дис. Каменная Степь, 2000.

Г о н ч а р е н к о А.А. Пути повышения эффективности и результаты селекции озимой ржи в Центральном районе Нечерноземной зоны РСФСР. Автореф. докт. дис. Немчиновка, 1984.

Б а м б ы ш е в У.С., К о в а л е в а А.Н. Результаты, направления и перспективы селекции озимой ржи в НИИСХ Юго-Востока. В сб.: Актуальные проблемы селекции и семеноводства зерновых культур Юго-Восточного региона Российской Федерации. Саратов, 1999: 6-8.

Г у л я е в Г.В., Д о л г о д в о р о в а Л.И., Б у к о О.А. Селекционно-генетическое изучение короткостебельных источников озимой ржи. Тез. докл. V Всес. науч.-метод. совещ. М., 1981: 57-59.

Г о н ч а р е н к о А.А. Фенотипическая стабильность признаков у сортов ржи с различным типом короткостебельности. В сб.: Селекционно-генетические исследования при выведении новых сортов для Нечерноземья. М., 1983: 152-159.

М у х и н И.А., Р о м а н о в А.П. Изучение исходного материала короткостебельной озимой ржи в условиях Зауралья. В сб.: Генетико-селекционные исследования на Урале. Свердловск, 1986: 77.

Т и т а р е н к о А.В. Генетические основы создания нового исходного материала и селекции озимой ржи в Центрально-Черноземной зоне. Автореф. докт. дис. СПб, 1994.

Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию (сорта растений). М., 2000.

М а к а р о в а Н.Н. Селекция озимой ржи на устойчивость против полегания и зимостойкость. Сб. трудов ТатНИИСХ. Казань, 1976, 6: 191-195.

Г о л у б е в а А.П. Оценка устойчивости озимой ржи к полеганию методом индексов. Земледелие и растениеводство в БССР, 1986, 30: 96-100.

Размещено на Allbest.ru