Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние изученности проблемы 9
2. Объекты, методы и условия проведения исследований 28
2.1. Объекты исследований 28
2.2. Методы исследований 34
2.3. Условия проведения исследований 38
3. Реализация адаптивного потенциала сортами яровой пшеницы 50
3.1. Площадь поверхности листьев 50
3.2. Масса 1000 зерен 69
3.3. Число зерен в главном колосе 87
3.4. Урожайность 105
4. Оценка сортов яровой пшеницы по ряду хозяйственно-ценных признаков и адаптивных свойств 124
4.1. Взаимосвязь некоторых количественных признаков и показателей качества зерна яровой пшеницы 124
4.2. Оценка яровой пшеницы по совокупности признаков и адаптивных свойств 130
5. Экономическая эффективность возделывания сортов яровой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи алтайского края 136
Выводы 141
предложения производству 142
Библиографический список 143
Приложения 168
- Условия проведения исследований
- Площадь поверхности листьев
- Число зерен в главном колосе
- Взаимосвязь некоторых количественных признаков и показателей качества зерна яровой пшеницы
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Алтайский край - крупнейший производитель сельскохозяйственной продукции в Западно-Сибирском экономическом районе. Он издавна славится высоким качеством зерна. Из общего количества производимого в регионе зерна на долю края приходится более 40%. Зерновой пояс Сибири расположен в основном в зоне так называемого рискованного земледелия, характеризующейся, прежде всего, коротким вегетационным периодом и ярко выраженной континентальностью климата. Задачи растениеводства и селекции здесь осложняются своеобразием экологической ситуации - экстремальные по абиотическим факторам годы нерегулярно сменяются благоприятными. Непрогнозируемость этой смены предъявляет исключительные требования к сорту.
Важная роль в производстве растениеводческой продукции отводится выбору сорта. По современным представлениям, сорт относится к ведущим слагаемым перспективного увеличения производства сельскохозяйственной продукции. Доля его вклада в урожайность составляет 15 - 20%>. Одним из основных резервов роста урожайности яровой пшеницы, как и других полевых культур, является наиболее полная реализация потенциала продуктивности районированных сортов (Гамзикова О.И., 1988).
В мире за счет использования нового сорта обеспечивается 30 — 40% прироста урожая, а в нашей стране - до 50 - 70%. (Жученко А.А., 1996, 1999; Макаров В.И., Ермоленко Н.В., 2000). Это объясняется тем, что в России урожайность и качество зерна лимитируются в основном дефицитом тепла и влаги (Жученко А.А., 2000; Гончаров П.Л., 2000; Стрижова Ф.М., 2003).
Урожайность выступает как реализованный адаптивный потенциал возделываемых сортов, что обусловливает необходимость комплексного подхода к его повышению. Наибольшая урожайность достигается за счет использования специфической экологической приспособленности сорта. Основным условием роста урожайности сортов является агроклиматическое макро- и микрорайонирование в строгом соответствии с особенностями их
специфической адаптации, имеет место и комплекс агротехнических мероприятий, в том числе внесение удобрений под перспективные сорта, которые дают наибольшую прибавку урожайности.
Таким образом, в соответствии с главными типами адаптации растений - онтогенетической и филогенетической, в управлении адаптивным потенциалом растений выделяют два основных аспекта: 1) экзогенный, включающий комплекс агротехнических мероприятий, 2) эндогенный - изменение адаптивных свойств пшеницы, рост величины и качества урожая на основе потенциальной продуктивности и экологической устойчивости сорта. Поэтому усилия ученых должны быть направлены на выведение сортов, сочетающих высокую потенциальную продуктивность с их устойчивостью, стабильностью, пластичностью к действию абиотических и биотических факторов. Ориентация в процессе селекции на высокий потенциал продуктивности в определенной степени способствует снижению устойчивости сортов к неблагоприятным воздействиям внешней среды, так как биологический потенциал сортов интенсивного типа реализуется в жестких условиях среды на 30-40%, в лучшем случае - на 50-60% (Никонов А.А., 1986). В этой связи важное значение имеет правильно подобранный, подходящий исходный материал, который может быть использован на создание форм яровой пшеницы, сочетающих высокую продуктивность с хорошим качеством зерна, приспособленных к варьирующим условиям произрастания той или иной экологической зоны.
Ценность сортов сельскохозяйственных растений зависит не только от абсолютных значений урожайности и других хозяйственно - ценных признаков сорта, но и в значительной степени от экологической пластичности, т.е. от способности его в различных условиях внешней среды достигать определенного достаточно стабильного уровня урожайности (Зыкин В.А., Белан И. А., 1993).
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлась оценка адаптивных свойств сортов яровой мягкой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края.
Для достижения указанной цели было намечено решение следующих задач:
Оценить адаптивные свойства сортов яровой пшеницы с использованием
различных методов по следующим признакам:
формированию площади листовой поверхности;
массе 1000 зерен;
числу зерен в главном колосе;
интегральному показателю продуктивности растений.
Выявить взаимосвязь между количественными признаками и показателями качества зерна у изучаемых сортов яровой пшеницы при различном минеральном питании.
Оценить изучаемые сорта яровой пшеницы по комплексу хозяйственно-ценных признаков и адаптивных свойств и дать рекомендации по их использованию.
Дать экономическую оценку возделывания сортов яровой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края.
Научная новизна. Впервые в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края с применением различных методов дана оценка адаптивных свойств по комплексу признаков набору сортов яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения на разных фонах питания. Выявлена роль компенсирующих и дестабилизирующих факторов среды в формировании продуктивности сортов яровой пшеницы.
Выявлена реакция сортов яровой пшеницы по параметрам пластичности, гомеостатичности, стабильности, общей и специфической адаптивной способности по площади листовой поверхности и элементам продуктивности в различные по метеорологическим условиям годы, при разном уровне минерального питания.
Основные положения, выносимые на защиту:
Оценка параметров адаптивных свойств сортов яровой пшеницы по формированию площади листовой поверхности, массе 1000 зерен, числу зерен в главном колосе и урожайности.
Особенности формирования продуктивности изучаемых сортов яровой мягкой пшеницы при разном уровне минерального питания.
Экономическая эффективность возделывания различных сортов яровой мягкой пшеницы на разных фонах минерального питания в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края.
Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Результаты исследований различных сортов яровой мягкой пшеницы на разных фонах питания с использованием ряда методов позволили дифференцировать их по адаптивным свойствам. Выявлены сорта, наиболее приспособленные к условиям умеренно засушливой колочной степи Алтайского края. Показано влияние площади листовой поверхности на урожайность сортов яровой пшеницы. Даны рекомендации по использованию выделенных сортов в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края.
Адаптивные формы, выделившиеся по ряду хозяйственно-ценных признаков, внедрены в учхозе «Пригородное». Результаты исследований используются в учебном процессе со студентами Алтайского ГАУ.
Апробация результатов работы. Материалы диссертационной работы доложены на конференциях «Почвенно-агрономические проблемы Западной Сибири» (Барнаул, 1999), «Почвенно-агрономические исследования Сибири» (Барнаул, 2000); на научно-практической конференции «Молодежь - Барнаулу», посвященной 270-летию г. Барнаула; на конференции "Сельское хозяйство Сибири на рубеже веков: итоги и перспективы развития" (Новосибирск, 2001); на ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов АГАУ (Барнаул, 2001, 2003); на юбилейной международной научно-практической конференции «Современ-
ные проблемы и достижения аграрной науки в животноводстве и растениеводстве» (Барнаул, 2003); на Всероссийской научно-практической конференции (Пенза, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка, приложений. Работа изложена на 173 страницах компьютерного текста, включает 32 таблицы, 11 рисунков, приложения. Библиографический список включает 258 источников, в том числе 36 на иностранных языках.
Личный вклад соискателя. Диссертация написана по материалам полевых и лабораторных исследований, проведенных лично автором с 1998 по 2000 годы. Наблюдения за растениями и почвами, а также отбор проб растений, почв, зерна и учет урожая 17 сортов яровой мягкой пшеницы проведены на специально заложенных полевых опытах. Все анализы проб выполнены автором в лаборатории кафедры растениеводства, селекции и семеноводства АГАУ. Качество зерна пшеницы и муки определено совместно с сотрудниками технологической лаборатории АНИИСХоза.
Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, заведующей кафедрой растениеводства, селекции и семеноводства, докт. с.-х. наук, проф. Ф.М. Стрижовой и докт. с.-х. наук, проф. И.Т. Трофимову за консультации, внимание и поддержку на протяжении всей работы над диссертацией.
Автор также благодарит за помощь в проведении экспериментов кандидатов с.-х. наук Т.Г. Хижникову и СП. Комарову, выражает благодарность сотрудникам лаборатории определения качества зерна АНИИСХоза под руководством Л.И. Костровой за помощь в проведении анализов.
Условия проведения исследований
Полевые опыты были заложены в двух вариантах: 1) контроль (без удобрений); 2) на фоне минеральных удобрений N60P6oK6o (доза удобрения, рекомендованная в зоне умеренно-засушливой колонной степи Алтайского края для яровой пшеницы). Комплексное удобрение (нитроаммофоску) вносили локально, при посеве.
Посев проводили рендомизированными блоками, в трехкратной повторносте, в сроки, оптимальные для данной зоны. Площадь делянки сортов яровой пшеницы - 5 м2, норма высева — 5 млн. всхожих семян на 1 га.
В течение вегетации проводили фенологические наблюдения, учеты и измерения растений по общепринятым методикам, изложенным в Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985).
Влажность почвы определяли термостатно-весовым методом в образцах почвы по слоям 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50, 50-60, 70-80, 90-100 см. Пробы отбирали в каждом из вариантов опыта, в шестикратной повторности, по Б.А. Доспехову (1979).
Показатели свойств почв проводили в лабораторных условиях общепринятыми методами: подвижного фосфора и обменного калия - по Чирико-ву ГОСТ 26204-94; нитратного азота - колориметрически с дисульфофеноло-вой кислотой ГОСТ 26951-86. Почвенные образцы отбирали из слоев почвы 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 см в четыре срока: в фазы кущения, выхода в трубку, цветения и созревания.
Качество зерна оценивали по содержанию белка и клейковины. Как известно, для определения технологических качеств зерна современная наука располагает значительным набором эффективных методов, позволяющих оценить отдельные, хотя и весьма сложные признаки (Чмелева З.В., Тютерев С.Л., 1973; Федин М.А., 1979). Однако определение мукомольно-хлебопекарных свойств у пшеницы прямыми способами сложно и громоздко, и при этом требуется значительное количество зерна. В связи с этим широкое распространение получили косвенные методы, которые по малым пробам зерна (2...10 г) путем несложных анализов дают адекватное представление о качестве.
Показатели качества зерна яровой пшеницы определяли в лаборатории АНИИЗИС на приборе ИКА - анализатор. Автор выражает признательность сотрудникам и заведующей лабораторией качества зерна Костровой Л.И. Массу 1000 зерен определяли в соответствии с ГОСТ 12042-80. Площадь листовой поверхности растений яровой пшеницы определяли по методике А.А. Ничипоровича и др. (1961) (как произведение длины и ширины листа и коэффициента 0,67).
Расчет экономической эффективности проводили по методике определения экономической эффективности технологий и сельскохозяйственной техники (1998). Оценку адаптивных способностей сортов яровой пшеницы проводили по ряду параметров, определяемых по нескольким методам, различающимся как по применяемым подходам, степени сложности вычислений, так и по интерпретации их результатов (Eberhart S.A., Russell W.A., 1966; Tai G.C., 1971; Кильчевский А.В., Хотылева Л.В., 1989; Хангильдин В.В., 1978). При выборе параметров адаптивности учитывали их обоснованность и наследственную детерминированность, независимость от других параметров, информативность результатов, апробированность соответствующих методов и др. Применение нескольких методов было обусловлено, как показано выше, отсутствием единых, достаточно надежных критериев оценки адаптивной способности генотипов.
В основу метода S.A. Eberhart, W.A. Russell (1966), как известно, положено предположение о корректности линейной регрессии в отношении реакции генотипа на условия произрастания. Коэффициент регрессии в этом случае может служить количественной оценкой степени реакции изучаемых форм на изменение экологических условий. Следовательно, он может являться показателем пластичности и стабильности в широком смысле (Зыкин В.А., Мешков В.В., Сапега В.А., 1984). Коэффициент линейной регрессии (Ь,) может принимать значения меньше и больше, а также равные единице. При Ь( 1 сорт обладает большей отзывчивостью на условия произрастания. Такой сорт даст максимум отдачи при более благоприятных условиях выращивания, то есть он более требователен к условиям среды. При значении коэффициента регрессии, равном единице или близком к ней, сорт реагирует на изменение условий среды, также как в среднем весь набор сравниваемых образцов. При hi 1 сорт слабее отзывается на условия произрастания по сравнению с изучаемыми формами.
Более наглядное представление о норме реакции образцов на изменение условий среды дают соответствующие линии регрессии. Они позволяют оценить среднюю величину признака каждого образца по сравнению со средней всего набора изучаемых сортов и характер его реакции на изменение условий выращивания. Наибольший практический интерес будут представлять те сорта, линии регрессии которых расположены высоко при благоприятных условиях и незначительно снижаются в жестких. Это характеризует их высокую отзывчивость на улучшение условий и буферность в неблагоприятных условиях возделывания. В случае адекватности линейной модели регрессии на условия среды средний квадрат отклонений уровня проявления признака сорта от линии регрессии (о ,) служит оценкой его специфической реакции на эти условия, то есть оценкой его стабильности. Она характеризует стабильность сорта в узком смысле и, тем самым, дополняет оценку стабильности в широком смысле.
Метод G.C. Tai (1971) основан на дисперсионном анализе взаимодействия «генотип — среда». В соответствии с ним отклик образца на условия среды разделен на два компонента: линейная реакция на средовые эффекты, характеризуемая параметром aiy и отклонение от линейной реакции, характеризуемое параметром Я/. При этом первый из параметров подобен коэффициенту регрессии hi по методу S.A. Eberhart, W.A. Russell (1966), а второй - дисперсии (?di (Зыкин В.А., Белан И.А., 1989). Стабильным считается сорт с щ = - 1; Я,- = 1, а сорт со средней стабильностью имеет at = 0; Я,- = 1. Для оценки достоверности параметра стабильности (а,) в осях координат а - Я строится интервал доверия по критерию Стьюдента, представляющий собой параболу.
Метод, предложенный А.В. Кильчевским, Л.В. Хотылевой (1989), также основан на испытании набора образцов в ряде сред, но предусматривает выявление их общей и специфической адаптивной способности. Он отличается также объединением линейной и нелинейной реакции форм на среду при оценке их стабильности (о слс/)» а также введением дополнительных параметров, характеризующих их способность вступать во взаимодействие со средами (cffGxEjgd, относительную стабильность (sgl), характер отклика на условия среды (Igi, Kgl).
Площадь поверхности листьев
Площадь листовой поверхности растений яровой пшеницы является генетически детерминированным признаком, который существенным образом модифицируется условиями произрастания (Гамзикова О.И., Калашник Н.А., 1988). Между площадью листовой поверхности пшеницы и урожайностью наблюдается, как правило, положительная зависимость, отмеченная многочисленными исследователями (Ничипорович А.А., 1967; Мамонов Л.Г., Полимбетова Ф.А., 1970; Кумаков В.А., 1974).
Фотосинтетическая деятельность растений в посевах, определяющая размеры урожаев, - сложное явление, включающее в себя ряд важных показателей (Watson D.J., 1952; Ничипорович А.А., 1956, 1963; Устенко ГЛ., 1963). Это, прежде всего, размеры фотосинтстического аппарата, быстрота его развития и продолжительность работы, характеризуемые графиками роста пло-щади листьев (Л, тыс. м /га), других фотосинтезирующих органов и их фото-синтетическими потенциалами (ФП, м /сут) (Беденко В.П., 1980).
Мягкие пшеницы развивают примерно одинаковое число листьев на главном побеге независимо от погодных условий года, что обусловлено главным образом особенностями листообразования, которое заканчивается после всходов. Вместе с тем в посевах значительно колеблется число 7- и 8-листных растений. Продуктивность пшеницы во многом обусловлена особенностями формирования, роста и функционирования листьев.
Продуктивность в целом - слагаемое физиологической деятельности каждого листа. Накопление сухого вещества определяется в основном числом и размерами листьев, продолжительностью их функционирования, величиной чистой продуктивности фотосинтеза. Биологические, природные и агротехнические факторы изменяют продуктивность пшеницы, воздействуя в первую очередь именно на эти показатели фотосинтеза (Федоров Н.И., 1980).
Площадь листьев положительно коррелирует с продуктивностью растений (Кошкин В.А., 1991). В связи с этим следует обращать внимание на мощность фотосинтетического аппарата и особенно на размеры верхних листьев.
По данным Б.А. Чижова (1946), И.В. Мосолова, А.В. Пановой (1953), на ранних этапах развития листья всех ярусов принимают активное участие в снабжении продуктами ассимиляции молодых растущих органов (новых листьев, придаточных стеблей, колосков и цветков зачаточного колоса). По мере дальнейшего развития растений отчетливее проявляется дифференциация ярусов листьев в отношении снабжения продуктами ассимиляции растущих органов. Чем выше ярус, тем активнее участие листа в наливе зерна. С фазы колошения ведущее значение в снабжении колоса ассимилятами приобретают два верхних листа (Эйдельман З.М., 1933; Кумаков В.А., 1954; Кравцова Б.Е., 1957, 1961; Кандауров В.И., Мовчан В.К., 1970, 1971; Воробьев В.А., 1972а, 19726). Ассимиляционная поверхность двух верхних листьев пшеницы прямо коррелирует с массой зерна колоса, его озерненностыо и массой 1000 зерен (Воробьев В.А., 1972а, 19726; Кошкин В.А., 1991).
По площади этих листьев можно судить о продуктивности растений, поскольку она положительно коррелирует с массой зерна в колосе (г = +0.70-0.96), его озерненностью (г = +0.52 - 0.96) и массой 1000 зерен (г = +0.25 -0.93). При выведении новых высокопродуктивных сортов пшеницы, учитывая другие признаки, селекционеры обращают особое внимание на размеры верхних листьев (Кандауров В.И., Мовчан В.К., 1970, 1971; Кумаков В.А., 1971, 1972; Лукьяненко П.П.,1971; Патрушева Л.И., 1981; Мовчан В.К., Баб-кеновА.Т., 2001).
Наблюдается прямая зависимость между размерами общей площади листьев, урожаем биомассы и зерна (Davidson J.L., 1965; Ляпшина З.Ф., 1967, 1970; Белоусов A.M., Устенко Г.П., 1972; Воробьев В.Ф., 1972а, 19726). По данным З.Ф. Ляпшиной (1967), коэффициенты корреляции между урожаем зерна и листовой поверхностью в фазах кущения, трубкования, колошения и молочной спелости составляют соответственно +0.51, +0.72, +0.91 и +0.84 (при оптимальной температуре в период формирования и налива зерна от 15.6 до 18.7С). При этих же условиях коэффициенты корреляции между урожаем биомассы и листовой поверхностью составляют в тех же фазах развития +0.90, +0.73,+0.81 и +0.87. Наконец, коэффициенты корреляции между биологическим урожаем и урожаем зерна составляют в фазах кущения, труб-кования, колошения, молочной и восковой спелости и во время уборки соответственно +0.14, +0.81, +0.84, +0.85, +0.67, +0.61. В. А. Воробьев (1972) выявил положительную корреляционную связь площади листовой поверхности с массой зерна в колосе (г = 0.65 - 0.97), его озерненностью (г = +0.48 - 0.97) и массой 1000 зерен (г =0.22 — 0.96).
Основная роль в создании биологического урожая пшеницы принадлежит листьям (около 80%). Наряду с листьями в репродуктивный период существен и фотосинтез стеблей, за счет которых образуется около 18 % всей сухой массы (Федоров Н.И., 1987; Беденко В.П., 1980).
На размеры листьев оказывают значительное влияние как технология выращивания, так и погодные условия года (Патрушева Л.И., 1981). Листья верхних ярусов (стеблевые листья) как более крупные и долго живущие имеют решающее значение в ассимиляционной работе растения, особенно в период налива. Однако нижние листья играют важную роль на первых этапах развития, когда формируется корневая система и зачаточный колос (Кумаков В.А., 1980).
Основной показатель, характеризующий состояние посевов с точки зрения их фотосинтетической деятельности, - развитие поверхности листьев. По мнению А.А. Ничипоровича (1970), посевами, обладающими оптимальной площадью листьев и хорошей динамикой ее развития и формирования, считаются такие, в которых листовая поверхность быстро вырастает до 40 -50 тыс. м /га, затем долго сохраняется в активном состоянии на этом уровне и в конце вегетационного периода значительно уменьшается или полностью отмирает, отдавая ассимилянты на формирование продуктивных органов.
От размеров и пространственной структуры площади листьев зависят количество поглощенной посевом энергии, возможная первичная продукция органических веществ и суммарная транспирация (Watson D.J., 1952; Saeki Т., I960; Ничипорович А.А., Строганова А.Е., Чмора С.Н., Власова МП., 1961).
Число зерен в главном колосе
Урожайность контролируется сложной генетической системой, и на ее формирование существенное влияние оказывают многие элементы структуры урожая. Одним из важных показателей элементов продуктивности является число зерен в колосе. Выбор данного признака определяется его информативностью. Он позволяет оценить как потенциал продуктивности сорта, так и, в определенной мере, его параметры адаптивности. Учитывая тот факт, что продуктивная кустистость в условиях умеренно-засушливой колочной степи Алтайского края, как правило, не высока, а в засушливые годы вообще близка к единице, предпочтение следует отдать числу зерен в главном колосе, который определяет, в конечном счете, данный признак. Число зерен в главном колосе — важнейший признак для улучшения сорта (Медведев A.M., Медведева Л.М. , 2002). В значительной мере он определяется условиями среды (Гамзикова О.И., Калашник Н.А., 1988). Повышенная температура и пониженная относительная влажность воздуха в период формирования колоса могут существенно модифицировать признак (Барская Е.Б., Бал ина Н.В., 1971).
Из общего комплекса этапов онтогенеза и признаков, обусловливающих свойства потенциальной продуктивности и экологической устойчивости вида (сорта) в конкретных условиях внешней среды, можно выделить наиболее значимые из них для обеспечения устойчивого роста урожайности. Известно, например, что рост потенциальной продуктивности зерновых культур достигается за счет увеличения числа зерен в колосе, средней массы зерна, числа растений на единицу площади и т. д. В то же время «критическими» периодами онтогенеза растений пшеницы, определяющими величину урожая и условиях недостаточной водообеспеченности, являются ранняя стадия дифференциации колоса, а также периоды цветения и формирования зерна (Roemer Т., Rudorf W., 1959). Причем в каждом «критическом» периоде имеются и свои «критические» этапы или стадии. Например, у пшеницы - это этап перехода к физиологической зрелости и наливу зерна. Показатели продуктивности изменяются в основном за счет озерненности и веса зерна с колоса, но по-разному в зависимости от сорта и погодных условий. Масса 1000 зерен в изменении продуктивности разноколосых растений играет несущественную роль, особенно у мягкой пшеницы. С увеличением числа колосков в колосе возрастает как озерненность, так и вес зерна. Следовательно, хлебостой с повышенным выходом зерна должен слагаться преимущественно из побегов с многоколосковыми колосьями. Преобладание же в посеве побегов с малоколосковыми колосьями приведет к снижению урожая независимо от уровня агротехники (Федоров Н. И., 1980).
Наибольшее значение в засушливых условиях Целиноградской области играют число зерен в колосе и их масса. Число колосков в меньшей степени связано с урожаем зерна. Приведенные данные подтверждают мнение В.П. Кузьмина (1970), Л.К. Мамонова, Ф.А. Полимбетовой (1965) о важности учета отдельных показателей для характеристики урожайности сортов яровой пшеницы.
Разнокачественность зерновок свидетельствует, что при увеличении их числа в колосках зерно будет равномернее, возрастает количество крупных зерен. Расчеты показывают, что при образовании двух зерновок в колоске зерно будет наполовину мелким, наполовину крупным. При образовании трех зерновок в колоске мелкого зерна будет примерно 30%, четырех зерновок - 25% (Федоров Н.И., 1980).
Продуктивность колоса зависит от темпа развития зачаточного колоса (слишком быстрый темп не дает сформироваться большому числу зачатков) и от снабжения колоса необходимым питательным материалом, в особенности дефицитными метаболитами. При замедлении развития увеличиваются число членов соцветия, а также число цветков и размеры будущего соцветия. (Куперман Ф.М., Ржанова Е.И., 1963). Удлинение этого этапа обусловливает более высокую продуктивность колоса и соответственно увеличение урожая (Натрова 3., Смочек Я., 1983). От числа образовавшихся колосков в колосе зависит число развившихся цветков, а, следовательно, продуктивность колоса. Снабжение колоса, в свою очередь, зависит от способности вегетативных частей к синтезу органического вещества и от процессов переброски его в колос (Коновалов Ю.Б., 1981).
У скороспелых сортов яровой мягкой пшеницы продолжительность формирования колоса уменьшается в основном за счет сокращения периода сегментации колосового стержня, заложения цветочных, тычиночных и пестичных бугорков, а также гаметогенеза. Сокращение продолжительности га-метогенеза обусловливает более раннее выколашивание и меньшую зависимость «критического периодам от неблагоприятных условий. Однако меньшая продолжительность начальных этапов формирования колоса - существенный недостаток яровой мягкой пшеницы (Носатовский А.И., 1965а, 19656).
Основной фактор, от которого зависит заложение колосовых элементов на начальных этапах морфогенеза колоса, - температурный режим. Продолжительность сегментации колосового стержня резко сокращалась при повышенных температурах, возрастала при пониженных. Соответственно этому уменьшается или увеличивается число колосков в колосе. Поэтому высокие температуры, сопутствующие засухе, уменьшают урожай еще до проявления дефицита влаги в почве.
Таким образом, продолжительность сегментации колосового стержня -один из факторов зерновой продуктивности пшеницы. В связи с этим сокращение или увеличение общей продолжительности сегментации главной колосовой оси приводит к изменению числа колосков в колосе. Однако при равной продолжительности сегментации колосового стержня может зало-житься разное количество сегментов и колосков, что зависит от темпов - сегментаций. Темпы сегментации возрастают на фоне удобрений при поддержании влажности почвы в этот период не менее 80 - 95% НВ (Федоров Н.И., 1980). Учеными Омского СибНИИСХ, было отмечено между числом зерен в колосе, продуктивностью колоса и растения — тесная устойчивая связь, за исключением острозасушливых лет.
Ведущими признаками формирования урожайности засухоустойчивого генотипа в условиях Приобья Алтайского края являются продуктивность главного колоса, его озерненность и озерненность колоска при стабильной густоте стояния растений.
Взаимосвязь некоторых количественных признаков и показателей качества зерна яровой пшеницы
Также достаточно сильная положительная взаимосвязь проявилась между урожайностью и числом зерен в колосе. Рядом исследователей показано, что между числом зерен в колосе и урожайностью пшеницы существует определенная сопряженность.
Наши результаты в целом подтверждают известные зависимости, конкретизируя их для рассматриваемых условий. Как и при рассмотрении сопряженности между урожайностью с площадью поверхности листьев, установлено, что сила связи урожайности с числом зерен в колосе повышается до тесной при включении в анализ фактора «условия года» и снижается до средней при его исключении (табл. 4.1-4.3). Несколько слабее указанная сопряженность проявилась в опыте без удобрений (на контроле), хотя разница была стабильной, но небольшой. Следовательно, озерненность колоса — один из важнейших элементов продуктивности растений яровой пшеницы, во многом определяющий урожайность сорта.
Между урожайностью и крупностью зерна связь также положительна, но ее сила была в целом ниже по сравнению с другими признаками и варьировала в зависимости от условий опыта от слабой до сильной. Причем в отдельные проведения полевых опытов уровень связи изменялся от слабой недостоверной до средней, а в целом по опыту — до сильной.
Подобная зависимость имела место и в ряде других работ. Например, В.А. Зыкин, И.А. Белан, Г.Я. Козлова, Г.П. Антипова (2001) между рассматриваемыми признаками отмечают устойчивую связь от средней до высокой. Б.А. Дорохов, Н.М. Васильева, Е.Н. Астахова, Л.Г. Мазалева (2000) также указывают на тесную положительную связь между этими признаками {г = 0,77). Следовательно, повышение массы 1000 зерен — важнейшее условие увеличения урожайности яровой пшеницы и реализации ее потенциальных возможностей.
Масса 1000 зерен подобным образом коррелировала и с площадью поверхности листьев, и с числом зерен в колосе. Это свидетельствует о том, что сорта с увеличенной площадью поверхности листьев и большей озерненно-стью колоса далеко не всегда формируют крупное зерно, то есть такие сочетания (в пределах каждого года испытания) возникают не часто.
Более тесная сопряженность обнаружена между озерненностью колоса и площадью поверхности листьев. Уровень коррелятивной связи между этими признаками варьировал от средней до сильной.
Между признаками, характеризующими качество зерна (содержание белка и содержание клейковины), в наших опытах выявлена тесная положительная связь (табл. 4.4). На четко выраженную положительную зависимость между ними указывают В.М. Бебякин, Л.П. Беспятова (1974); М.А. Федин (1979); Н.Д. Тарасенко, А.Т. Казарцева, Р.А. Воробьева (1982); В.М. Бебякин, Л.Н. Злобина (1995) и другие исследователи.
У изучаемых сортов наблюдалась слабая отрицательная корреляция между массой 1000 зерен и показателями качества (содержание белка, содержание клейковины), которая была менее выражена на фоне N6oP6oK6o-Существование отрицательной связи между этими признаками отмечали многие исследователи А.И. Марушев (1967, 1968, 1972); В.Г. Минеев, А.И. Павлов (1981), А.А Созинов, Г.П. Жемела (1983); М. Altinbas, N. Budak, М. Tosun (2000) и др. Однако эта связь не абсолютна. Так, авторы двух последних работ показали, что масса 1000 зерен может вообще не коррелировать с качеством зерна, а в некоторых случаях имеет место положительная корреляция между ними. Такая зависимость между рассматриваемыми признаками обуславливается условиями выращивания растений пшеницы и другими факторами.
Существование обратной зависимости между показателями продуктивности и качества зерна подтвердилось и в наших опытах. Между каждым из рассматриваемых количественных признаков (площадью поверхности листьев, урожайностью, числом зерен в колосе) и показателями качества зерна (содержанием белка и содержанием клейковины) наблюдалась отрицательная взаимосвязь, однако в большинстве случаев значения коэффициентов корреляции оказались несущественными (Р 0,05). Наличие отрицательной зависимости между показателями продуктивности и качества зерна отмечали и другие авторы К. Джонсон (1973); А.П. Капустина (1985); В.М. Бебякин, Н.С. Васильчук (2000); и др. Это свидетельствует о весьма сложной задаче совмещения в одной форме высокой продуктивности с высоким качеством зерна, а также о проблеме одновременного их повышения. Однако недостоверность указанной зависимости и низкие абсолютные значения коэффициента корреляции указывают на возможность удовлетворительного сочетания данных признаков в одной форме.
Продолжительность вегетационного периода - один из основных сортовых признаков, который дает представление о пригодности сорта к условиям среды. Так, внесение фосфорного удобрения сокращало продолжительность вегетационного периода на 6-7 дней, полное минеральное удобрение — на 6-8 дней относительно контроля (Жукова Н.А., 1974). Азотное удобрение, внесенное раздельно или в сочетании с калием, увеличивало вегетационный период на 4-8 дней. Калийное удобрение не изменяло продолжительность вегетационного периода или увеличивало его всего на 2 дня.
В наших исследованиях комплексное минеральное удобрение практически не оказывало влияния на общую продолжительность вегетационного периода. Продолжительность вегетационного периода у среднеранних сортов составляла 78-80 дней, среднеспелых - 82-85 дней, среднепозднеспелых - 89- 90 дней. На фоне И6оРбоКбо продолжительность вегетации составляла у сред-неранних сортов 78-80 дней, среднеспелых - 82-85 дней, среднепозднеспелых -91 день (прил. 1).
Похожие диссертации на Адаптивность сортов яровой пшеницы в условиях умеренно засушливой колочной степи Алтайского края
