Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы по теме исследований 8
1.1. Агробиологические особенности и роль сорта в формировании урожая зерна озимой мягкой пшеницы
1.2. Ботаническая и морфологическая характеристика озимой мягкой пшеницы
1.3. Биологические особенности и их связь с процессом органогенеза озимой мягкой пшеницы
2. Условия проведения исследований 43
2.1. Почвенно-климатическяе условия места проведения исследований
2.2. Материал и методика исследований 53
3. Хозяйственно-биологическая оценка устойчивых к листовым фитозаболеваниям сортов озимой пшеницы различного эколого- генетического происхождения
3.1. Устойчивость к листовым фитозаболеваниям 59
3.1.1. Устойчивость к бурой ржавчине 60
3.1.2. Устойчивость к желтой ржавчине 69
3.1.3. Устойчивость к септориозу 70
3.1.4. Устойчивость к мучнистой росе 75
3.2. Зимостойкость 82
3.3. Продолжительность вегетационного периода 94
3.4. Высота растений 107
3.5. Урожайность и ее элементы 112
3.6. Оценка физических и технологических показателей качества
Биологические особенности формирования продуктивности сортов и линий озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения
4.1. Способность к яровизации в условиях короткого светового дня и продуктивность
4.2. Формирование и реализация потенциальной продуктивности главного колоса
4.3. Формирование архитектоники главного колоса 182
Экономическая эффективность возделывания высокоурожайных сортов озимой мягкой пшеницы 191
Выводы 194
Предложения для селекционной практики и сельскохозяйственного производства 197
Список использованной литературы 198
Приложение
- Ботаническая и морфологическая характеристика озимой мягкой пшеницы
- Устойчивость к бурой ржавчине
- Продолжительность вегетационного периода
- Формирование и реализация потенциальной продуктивности главного колоса
Введение к работе
Отечественная и мировая селекция дали большое число ценных сортов
пшеницы. N.E. Borlaug (1965) успешно осуществил стратегическую задачу
микроэволюции рода Triticum L., названной впоследствии «зеленой революцией». Созданные им высокопродуктивные полукарликовые сорта пшеницы с использованием гибридизации географически отдаленных сортов подняли урожайность пшеницы в Мексике с 0,7 до 3-4 т/га. П. П. Лукьяненко, исполь-
*4* зуя метод гибридизации географически и экологически отдаленных форм,
создал один из лучших по продуктивности сорт озимой мягкой пшеницы Безостая 1, сочетающий комплекс хозяйственно-ценных признаков, а также другие сорта интенсивного типа - Аврора, Кавказ, Безостая 2, Ранняя 12, Краснодарская 39. Выдающихся результатов в селекции озимой пшеницы достиг В. Н. Ремесло. Им созданы лучшие по зимостойкости и качеству зерна
щ. интенсивные сорта: Мироновская 808, Мироновская юбилейная, а также
Ильичевка, Мироновская 10 и др.
В решении задач селекции значительная роль принадлежит исходному материалу, сосредоточенному в мировой коллекции Всесоюзного научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова, где находится все богатство видового и сортового разнообразия рода Triticum L.,
4^ включающее как местные стародавние сортовые популяции, так и сорта но-
вейшей селекции. Выдающийся отечественный ученый Н. И Вавилов уже в первые годы своей деятельности поставил следующие задачи: собрать все возделываемые человеком сорта пшеницы и других культурных растений, а также представителей дикорастущей флоры, научиться максимально долго сберегать живыми семена, глубоко изучить образцы растений и рекомендо-вать лучшие из них для посева в производстве и дальнейшей селекционной работе, овладеть этапами формообразования для создания качественно новых форм и видообразования для ресинтеза видов. Экспедициями ВНИИРа собран огромный сортовой материал культурных растений и их дикорастущих сородичей. Коллекция ВНИИР мировых генетических ресурсов пшеницы яв-
ляются основой дальнейшего прогресса отечественной и мировой селекции этой культуры. Для рационального их использования необходимо проводить
^ оценку сортообразцов, являющихся носителями ценных хозяйственно-
биологических свойств и признаков озимой пшеницы в конкретных почвен-но-климатических условиях района проведения селекции.
Актуальность темы. Основная зерновая культура в Ставропольском крае - озимая мягкая пшеница. Ежегодно она высевается на площади 1,2-1,3
Щі, млн. га. Основной фактор увеличения валового сбора зерна - повышение
урожайности за счет внедрения новых сортов. Успех селекции во многом зависит и определяется степенью изученности исходного материала в конкретных почвенно-климатических условиях. Только правильно и обоснованно подобранные родительские компоненты при скрещиваниях могут послужить основой создания нового сорта. В настоящее время в мировой коллекции
щ, Всесоюзного института растениеводства имени Н.И. Вавилова сосредоточено
огромное разнообразие сортов пшеницы. Актуально, в связи с решением проблемы увеличения урожайности и повышения качества зерна озимой пшеницы, изучение генофонда ВНИИР в условиях выщелоченных черноземов Ставропольского края для выявления ценных хозяйственно-биологических признаков сортов озимой мягкой пшеницы различного эколо-
*к го-генетического происхождения.
Цель и задачи исследований. Работа выполнялась на территории опытной станции Ставропольского государственного аграрного университета в 2001-2004 гг. Целью наших исследований являлась хозяйственно-биологическая оценка сортов и линии озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения в условиях зоны неустойчивого увлажнения Ставропольского края и выявление ценных сортообразцов для дальнейшего использования в селекционных программах. В задачу исследований входило:
- всесторонне изучить сорта озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения, устойчивых к бурой ржавчине из миро-
вой коллекции ВНИИР в зоне выщелоченых черноземов Ставропольского края;
выделить лучшие сорта и линии озимой мягкой пшеницы по основным хозяйственно-ценным признакам и биологическим свойствам;
изучить биологические особенности формирования и реализации потенциальной продуктивности сортов озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения на различных этапах органогенеза.
Исследования выполнены в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ СтГАУ.
Научная новизна и практическая значимость. Впервые в условиях выщелоченных черноземов Ставропольского края проведено всестороннее изучение большого набора сортов озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения из мировой коллекции ВНИИР. Исследованиями был охвачен комплекс основных хозяйственно-ценных признаков и свойств, включая изучение биологических особенностей формирования и реализации потенциальной продуктивности. Выделение сортов и линий носителей отдельных хозяйственно-биологически ценных свойств для дальнейшего селекционного использования.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на: Международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» (г. Пенза 2002 г.), Всероссийской научной конференции «Перспектива 2002» (г. Нальчик 2002 г.), Всероссийской конференции Совета молодых ученых и специалистов аграрных образовательных учреждений «Молодые ученые - агропромышленному комплексу России» (Москва 2004 г.), ежегодных научно-практических конференциях Ставропольского Государственного Аграрного Университета «Актуальные проблемы растениеводства Юга России» (Ставрополь, 2002-2004 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 научных статей и 3 находятся в печати.
Положения выносимые на защиту:
Устойчивость сортов и линий озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения к фитозаболеваниям.
Агробиологические особенности сортов и линий ОЗИМОЙ мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения.
Урожайность и ее элементы; Физические и технологические свойства зерна озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения.
Биологические особенности формирования продуктивности сортов и линий озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 225 страницах машинописного текста. Состоит из введения, пяти глав, выводов и предложений производству. Содержит 36 таблиц, 19 рисунков, 23 приложений, список литературы из 267 наименований, в том числе 24 иностранных авторов.
Автор искренне благодарен научному руководителю, кандидату биол. наук, доценту Алле Александровне Кривенко, заведующему кафедрой селекции, семеноводства и технологии хранения продукции растениеводства, доктору с.-х. наук, профессору Александру Ивановичу Войсковому, доктору с.-х. наук, профессору Федору Ивановичу Бобрышеву, а также всем сотрудникам кафедры селекции, семеноводства за внимательное отношение, постоянную поддержку и большую помощь в выполнении настоящей работы.
Ботаническая и морфологическая характеристика озимой мягкой пшеницы
Первому возрастному периоду (юность) соответствуют I-IV этапы органогенеза; второму (зрелость) - V-VIII; третьему (старение) - IX-XII.
Этапы органогенеза - это последовательно идущие, качественно различные периоды индивидуального развития покрытосеменных растений, в течении которых образуются новые онтогенетические органы. Жизнь отдельного растения пшеницы состоит из периода нарастания вегетативной массы, накопления пластических веществ и периода формирования репродуктивных органов. Однако эти периоды не имеют резких границ. Первые и весьма глубокие попытки связать процессы органогенеза пшеницы со стадийными изменениями в конусе нарастания принадлежали Т. Д. Лысенко (1932-1935 гг.). На основании ряда экспериментов Т. Д. Лысенко подтвердил высказанное положение о том, что органы, свойства и качества растений формируются на базе прохождения определенных стадий развития. Под руководством В. И. Разу мова впервые С. А. Алекперовым (1939) было проведено систематическое исследование процесса формирования зачаточного колоса пшеницы в связи со стадийностью развития растений. В эти же годы опубликовал ряд интересных работ по изучению условий формирования колоса у пшеницы Г. В. Заблуда (1948).
Для различных разновидностей мягких пшениц Ф.М. Куперман (1956) были выявлены XII общих этапов органогенеза.
Первый этап органогенеза характеризуется недифференцированным на отдельные органы состоянием конуса нарастания стебля. Еще до прорастания зерновки в период набухания в зародыше семени можно хорошо различить почечку, состоящую из конуса нарастания стебля и первичных зародышевых листочков. Прорастание семян представляет собой сложный физиолого-биохимический процесс, происходящий в семенах под воздействием внешних условий в период перехода их из состояния покоя к активной жизнедеятельности, который заканчивается образованием проростка и корешков. В связи с этим Г.В. Заблуда, (1948), О. Т. Bonnet, (1936), выделяют пять фаз прорастания семян: 1) водопоглощение; 2) набухание, заканчивающееся на-клевыванием; 3) рост первичных корешков; 4) развитие ростка; 5) становление проростка.
Для набухания и начала прорастания семян пшеницы требуется разное количество воды, в зависимости от их размера и химического состава. Так, по А.И. Носатовскому (1965), семена пшеницы поглощают 45 - 50% воды к весу воздушно-сухого вещества, по М.И. Княгиничеву (1951) - 47,4 - 56,8%, по S.N. Vyas, М.М. Modhwadia, V.D. Khanpra, (1964)- 45,6%. Нижним пределом влажности среды, при которой возможно набухание и прорастание зерна, является влажность завядания растений (Алпатьева, Губарева, 2002).
Минимальная температура, при которой могут прорастать зерна пшеницы, по Г. В. Заблуда (1948), около 0 - 1С; по Н. Н. Кулешову (1951), И.В. Свисюк (1980) -1 - 2С; по Г.И. Петрову (1996) - 3 - 4,5С; оптимальная -2,5С и максимальная - 3,0 С. А.И. Носатовский (1965) отмечал, что зерно пшеницы в состоянии поглощать влагу из почвы уже при температуре таяния льда, то есть близкой к 0С. Но при этой температуре набухание идет медленно, а ферментативная деятельность полностью приостанавливается. Поэтому при такой низкой температуре речь может идти лишь о физическом поглощении воды зерном.
По многолетним наблюдениям Ф.М. Пруцкова (1976), продолжительность прорастания семян озимой пшеницы была от 2 до 6 дней, в зависимости от температуры и влажности почвы. При влажности почвы в пределах 70-80 % от предельной полевой влагоемкости и среднесуточной температуре 12-15 С проросток достигает поверхности почвы на 7-9 день после посева (Суд-нов, 1965).
Прорвав семенную оболочку, стебелек пробивается на поверхность почвы. После выхода, колеоптиле приостанавливается в росте, разрывается и наружу появляется первый настоящий лист пшеничного растения. Наступает фаза всходов. Скорость появления всходов зависит от температуры и влажности почвы, а также от глубины заделки семян. При температуре 14 - 16С и наличии влаги в поверхностном слое почвы они появляются через 7-9 дней после посева.
По данным некоторых исследователей (Свисюк, 1980), прорастание семян зерновых хлебов может начинаться при содержании в пахотном слое почвы не менее 5 мм продуктивной влаги. Оптимальные условия для прорастания семян и появления всходов характеризуются запасами ее в 20-сантиметровом слое почвы около 30 мм.
Интересные данные получены в Кубанском СХИ Н.Д, Тарасенко (1973). Лабораторные опыты проводились при температуре, близкой к наблюдаемой в период посева и появления всходов пшеницы в полевых условиях (17 - 22С), начальной влажности семян 16,4%, глубине заделки их 4 см, при влажности почвы 13, 15, 17, 19, 21 и 25,9%. При влажности почвы 13 и 15% семена не прорастали, при ее повышении до 17% всходы появились на 15-й день, до 19% - на седьмой день (всхожесть 87,3%), до 21% - на шестой день (всхожесть 96,2%) и до 25,9% на пятый день. Разницы в количестве взошедших семян в интервале влажности почвы 21-25,9% не было.
Второй этап органогенеза характеризуется у всех однолетних злаков усиленной дифференциацией стебля на узлы и междоузлия, а также вытягиванием верхушки конуса нарастания стебля. Через несколько дней после всходов растения пшеницы образуют 3-4 листа. С этого момента рост стебля и листьев замедляется и начинается новая фаза развития - кущение. Оно представляет собой образование побегов из подземных стеблевых узлов. Процесс кущения заключается в том, что из подземных узлов стебля сначала развиваются узловые корни, а затем боковые побеги, которые выходят на поверхность почвы и растут так же, как и главный стебель. Боковые побеги могут образоваться из узловых корней, находящихся ближе к поверхности почвы. Верхний узел главного стебля (расположенный на 1 -3 см глубже поверхности почвы), от которого отходят боковые побеги, называется узлом кущения. Это важнейший орган растения озимой пшеницы. Повреждение его приводит к ослаблению роста или гибели растения. Продолжительность периода от всходов до кущения бывает различной, в зависимости от температуры» влажности почвы, предшественников и других условий. В северо-западных районах (Новгородская, Ленинградская области) кущение озимой пшеницы начинается в среднем через 14 дней после всходов (Данилов, 1985). В Ростовской области (Саранин, 1973) длительность периода от всходов до начала кущения колеблется от 14 до 23 дней на чистых парах и от 27 до 30 дней по колосовым предшественникам. В некоторые годы при недостатке влаги в почве осенью озимая пшеница кустится весной.
Главными факторами, влияющими на процесс кущения озимой пшеницы, являются влажность почвы и температура воздуха. Если осенью в почве недостаточно влаги или пониженная температура или же один из этих факторов находится в минимуме, период от всходов до кущения растягивается. По данным Ф.М. Пруцкова (1976) нормальное кущение озимой пшеницы происходит при температуре воздуха от 7 до 11С, по B.C. Смирновой (1984) - от 6 до 10 С, по А.И. Носатовскому (1965), D.R. Knoit (1974) - от 11 до 12С. Временные понижения температуры воздуха, а также повышенная облачность задерживают развитие растений, но способствуют более интенсивному кущению.
Устойчивость к бурой ржавчине
Бурая (листовая) ржавчина (Puccinia recondite Rob. Ex Desm. F sp. tritici) распространена во всех странах мира, возделывающих пшеницу. Ущерб от нее может достигать значительных размеров. По данным Я. Лелли (1984) в некоторых районах США бурая ржавчина обычно снижает урожай пшеницы на 5-15%.
В России это заболевание наносит существенный урон производству зерна в районах Поволжья, Северного Кавказа, Центральночерноземной зоне. В Поволжье и прилегающих районах в годы эпифитотий ржавчины потери зерна достигают 20-30% и более, при умеренном поражении растений, которое наблюдается почти ежегодно, урожай снижается на 5-10% (Лебедев и др. 1991). Л.В. Мешкова (1979) сообщает, что потери урожая от бурой ржавчины в Западной Сибири и Зауралье составляют в годы эпифитотий 30% и более. Эпифитотий бурой ржавчины значительных размеров случаются в США раз в 2-3 года, с такой же частотой наблюдаются эпифитотий этого патогенна на Кубани (Лукьяненко, 1990; Тимофеев, Дудка, Ковтуненко, 2001).
Наиболее рациональным способом защиты от болезни является использование устойчивых сортов пшеницы. Бурая ржавчина на территории нашей страны представлена большим числом рас, имеющих разную агрессивность иприуроченность к различным почвенно-климатическим условиям (Кривчен-ко, 1989; Гаврилов, Дронов, 2003). В Краснодарском и Ставропольском краях широко распространены расы 65, 47,91, 10, 108, 160, 20, 21, 77, 122. Возделывание иммунных к этому фитопатогену сортов приводит к развитию новых, более агрессивных рас. И это, в свою очередь, предъявляет требования кпоиску доноров новых эффективных генов защиты и аккумуляции разных генов Lr в одном генотипе, что позволит значительно увеличить продолжительность устойчивости сортов озимой мягкой пшеницы в условиях конкретного региона. Контроль бурой ржавчины пшеницы в пределах эпидемиологической зоны может быть действенным лишь при условии научно-обоснованного использования генов устойчивости. Устойчивость утрачива ется быстро в тех случаях, когда устойчивый сорт выращивается в одной из частей эпидемиологической зоны при отсутствии такового на соседних территориях, или если на больших площадях выращиваются сорта пшеницы с идентичными генами (Кривченко, 1977, 1989; Михайлова, 1996; Browning, Frey, 1969; Flor, Comstock, 1971). Генетическое разнообразие устойчивости позволяет стабилизировать состояние популяции гриба. Одним из способов создания такого разнообразия является использование в разных регионах определенных групп генов устойчивости (Пучков, 1989; Frey, Browning, Simons, 1973; Parlevliet, 1981).
Известно, что против бурой ржавчины пшеницы на территории нашей страны эффективны лишь 4 гена устойчивости (LR 9, 1, 23, 24), действующие в ювенильной фазе и один ген (LR 13) - в фазе взрослых растений, а также выделенные В.И.Кривченко, И.Г.Одинцовой и Н.А.Макаровой (1990) гены устойчивости Lrx 1, Lrx 3, Lrx 4. Появление в результате мутаций высоковирулентных биотипов этого патогена представляет реальную угрозу потери устойчивости сортами. Так, например, ген Lr 23 еще сохраняет эффектив-ность во многих регионах страны, но уже полностью потерял ее на Украине (Одинцова, Макарова, Лебедева и др., 1990). Широкое применение его в селекционных программах может привести к одновременной потере устойчивости сортами с этим геном при появлении расы патогена, вирулентной к Lr 23. Подобная ситуация имела место в сельскохозяйственной практике в 70-е годы, когда появление в популяциях патогена клонов, вирулентных к сортам с геном Lr 26 вызвало одновременное поражение посевов на огромных площадях, занимаемых сортами Аврора и Кавказ, а также сортами, созданными на их основе (Кривченко, 1989; Гаврилов, 2003).
На современном этапе растениеводства возделываемые сорта озимой мягкой пшеницы должны обладать различной генетической основой устойчивости. Выявление сортов, иммунитет которых контролируется эффективными генами, неидентичными Lr 23, имеет большое значение.
В связи с этим, в 2002-2004 годах нами была проведена полевая оценка устойчивости к бурой ржавчине сортов и линий озимой мягкой пшеницы из коллекции ВНИИР на опытном участке в условиях опытной станции СтГАУ. Погодные условия весны и лета 2002 и 2003 годов были неблагоприятны для развития бурой ржавчины. В 2002 году бурая ржавчина у большинства сортов и линий озимой мягкой пшеницы, в том числе и у стандарта Степная 7, не проявилась или отмечались следы заболевания: степень развития составила 0,08-0,9%, что соответствует ОД балла (Приложение 1). У этих сортооб-разцов пораженность изменялась в пределах 5-10%. У сортов Tribun, Fertil (Франция), 95 WD 12 (Н. Зеландия), Cree, Eltan, Idaho 352 (США), S87-90 (Канада), Aviesan (Румыния), наряду с очень слабым развитием заболевания (0,1 балла) пораженность составила 15-30%. Только у 5 сортов: 95 WPS 17 (Н. Зеландия), Batum, Lambert, Kmor (США), и S89-142 (Канада) степень развития бурой ржавчины в 2002 году соответствовала 1 баллу - слабая степень, а пораженность достигала 25-50%. Наибольшей пораженностью характеризовались сорта: Batum и Lambert, селекции США, пораженность которых составила соответственно 50% и 40%.
В условиях холодной и сухой погоды весны и лета 2003 года развития бурой ржавчины на растениях сортообразцов изучаемой коллекции не отмечалось.
Наиболее сильное проявление заболевания отмечалось нами в 2004 году, когда погодные условия весенне-летнего периода обусловили замедление развития растений озимой мягкой пшеницы, что создало благоприятный фон для развития урединиопустул - летнего спороношения гриба. Средняя пора-женность коллекции бурой ржавчиной в 2004 году составила 78,5%, со степенью развития болезни 38,9%. Пораженность стандарта Степная 7 в 2004 году составила 100%, но степень развития болезни была невелика - 5,8% (таблица 4). Меньшая степень развития болезни, чем у стандарта отмечалась у 8 сортообразцов. Из них линии 193P3(LR9LR24), 146P6(LR9), 193P1(LR23) - краснодарской селекции, устойчивость которых контролируется генами Lr 9, Lr 23, Lr 24, и сорт Краснодарская 90, а также сорта американской селекции - Kay, F.S. 401 и Bradford устойчивость которых, очевидно, контролируется идентичными вышеперечисленным генами устойчивости, или типу линии Thatcher (ген Lr 23).
Продолжительность вегетационного периода
Наибольшей зимостойкостью в стрессовых условиях зимы 2002-2003 с х. года выделился сорт Украинка одесская (Украина), у которого сохранилось к началу весенней вегетации 94,0% растений, что было на доказуемую величину больше, чем у стандарта Степная 7 (87,0%), HCP0s=7,0%. Промежуточное положение между этими сортами занимали сорта и линии Хазарка-92,5%, Жировка- 87,0%, Колос 47- 87,0%, Наследница- 89,0%, 193P3(LR9.LR 24)- 87,0%, 145 P2(LR19)- 93,5%, 146 P6(LR9)- 90,5%, 177 Р2 (LR 24)- 90,5%, 193 PI (LR23)- 88,5%, НикаКубани- 92,5%, КОС 1853-92- 90,0%, КОС 1947-92- 90,0%, КОС 2639-93- 88,5% - селекции Краснодарского НИИСХ; Vista-90,1% и Кау- 89,0%- селекции США; S87-90- 88,0 и S89-142- 91,5%- канадской селекции. Зимостойкость на уровне стандарта Степная 7 отмечалась также у российских сортов: Леда (86,0%), Северо-донецкая юбилейная (85,5%), Родник тарасовский (83,0%), новозеландской линии 95 WD 12 (84,5), сортов селекции США- Agassir- 82,0%, Nelson- 82,5%, Eider- 86,0%, Cree-86,0%, Batum- 85,5%, Clark.s Cream- 86,0%, Dowel- 80,5%, Eltan- 86,0%, Kmor- 85,5%, Idaho 352- 85,0%, F.S. 401- 84,0% и канадской линии S87-165-86,0%.
Самый высокий процент перезимовавших растений, в целом по коллекции, отмечался в 2001-2002 с.-х. году- 88,7%. В условиях зимы этого года, у стандарта Степная 7, перезимовало 99,2% растений, НСР05=3,0%. На уровне стандарта по величине показателя зимостойкости были сорта Наследница (РФ Краснодар)- 96,2%, Украинка одесская (Украина)- 98,8%, 193P3(LR9LR24) - 99,2%, 146P6(LR9) - 96,2%, 177P2(LR24) - 98,9%, Леда -98,2%, Ника Кубани- 99,1%, КОС 1980-92(РФ Краснодар)-9 7,0%, Родник тарасовский (РФ Ростов)- 96,3%, Краснодарская 90 (РФ Краснодар), Eider -96,6%, Batum - 97,2%, Kay - 99,2%, Bradford (США)- 98,9%, 95 WD 12 (Н.Зеландия)- 98,3%, Betta (Юж. Африка)- 96,2%. Остальные сорта по числу перезимовавших растений уступили стандарту Степная 7. Низкой зимостойкостью в 2001-2002 с.-х. году характеризовались сорта Хазарка - 76,4%, КОС 1947-92(РФ Краснодар)- 72,2%, Tremie - 72,2%, Tribun (Франция)- 73,4%, F.S. 401 (США)- 69,7%, S87-165 - 72,1%, S87-90 - 66,8%, S89-142 (Канада)-72,8%, SST 333 (Юж.Африка)- 77,3%.
В 2003-2004 с.-х. году средняя зимостойкость сортов и линий озимой мягкой пшеницы составила- 82,1%, т.е. была промежуточной между 2001-2002 и 2002-2003 с.-х. годами. Зимостойкость стандарта Степная 7 была равна 98,2%о. На уровне стандарта по показателю зимостойкости находились сорта отечественной селекции: Хазарка- 98,6%, Жировка- 94,2%, Колос 47-92,3%, Наследница-95,2%, 193P3(LR9.LR24)- 93,6%, 145 P2(LR19)- 94,1%, 146 P6(LR9)- 98,2%, 177 Р2 (LR 24)- 96,6%, 193 PI (LR 23)- 92,7%, КОС 1980-92- 92,6%, Северо-донецкая юбилейная- 94,6%, Краснодарская 90- 92,0%, а также Украинка одесская (Украина)- 97,4%, Aviesan (Румыния)- 92,2%, Eider (США)- 92,2%, 589-142(Канада)- 92,0%, 95 WD 12- 96,6%. Низкой зимостойкостью отличались сорта: Tremie- 56,3%, Tribun- 54,4%, Viking- 45,6%, -французской селекции; Agassir- 76,8%, Batum- 66,4%, Clark.s Cream- 74,6%, Lambert- 42,2%, Kay- 74,1%, Eltan- 28,8%, Kmor- 53,6%, Idaho 352- 55,4% -американской селекции; S87-165 (Канада)- 74,6%, Betta - 78,3%, SST 333 (Юж. Африка)- 84,6%.
Самой высокой зимостойкостью среди сортообразцов коллекции выделились сорта отечественной селекции. В целом, за период 2002-2004 годы высокая зимостойкость выявлена у 14 образцов коллекции. Данную группу составили 11 сортов и линий отечественной селекции: стандарт Степная 7-94,8%, Жировка- 94,2%, Наследница- 95,2%, 193P3(LR9LR24)- 93,6%, 145 P2(LR19)- 94,4%, 1 46 P6(LR9)- 95,0%, 1 77 Р2 (LR 24)-95,3%, Леда- 90,2%, Ника Кубани- 91,9%, Северо-донецкая юбилейная- 91,2%; Родник тарасов-ский- 90,1%; а также сорт Украинка одесская (Украина)- 96,7%; зарубежные -новозеландский сорт 95 WD 12 - 93,1%), и сорт американской селекции Eider - 91,6%. В группу зимостойкости менее 80%) вошли 12 сортов в составе которых: три французской - Tremie- 60,2%, Tribun- 53,6%, Viking- 63,6%; 5 сортов представителей американской селекции: Lambert- 71,6%, Eltan- 65,4%, Kmor- 77,2%, Idaho 352- 77,4%, F.S. 401- 79,4%; канадская линия - S87-165-77,6%) и 3 южноафриканской селекции - Betta- 79,8%, Tugela- 72,9%), SST 333- 56,2%. Средней зимостойкостью (80-90%) за исследуемый период выделились 20 образцов коллекции, в числе которых представители отечественной, американской, канадской - S87-90 и S89-142 и Aviesan - сорт румынский селекции (рисунок 6).
Зимостойкость стандарта Степная 7 в 2002-2004 году отмечена высоким показателем - 94,8%, превзошли который лишь три образца коллекции: два отечественной селекции - 146 P6(LR9)- 95,0%, 177 Р2 (LR 24)- 95,3%; и высокозимостойкий сорт украинской селекции - Украинка одесская показатель зимостойкости которого оказался самым высоким за период исследований коллекции и составил 96,7%.
В таблице 10 представлена хозяйственно-биологическая характеристика высокозимостойких сортов и линий озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения 2002-2004 гг. Группу высокозимостойких сортов составили преимущественно сорта и линии отечественной селекции и сорта зарубежной селекции Eider (США) и 95 WD 12 (Н. Зеландия). Высокозимостойкие сорта озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения характеризовали высокой урожайностью. Средняя урожайность по группе составила 523 г/м2, что выше средней по опыту на 45 г/м . Превзошли стандарт Степная 7 по урожайности на величи-ну НСРоу=57,1 г/м , два высокозимостойких образца представленных в группе: 146 P6(LR9) - 568 г/м2 и Наследница (РФ Краснодар)- 576 г/м2. Существенно уступил по урожайности стандарту только сорт Северо-донецкая юби-лейная (РФ Ростов)- 421 г/м , остальные высокозимостойкие сортообразцы по урожайности были на уровне стандарта Степная 7. По величине межфазного периода всходы-колошение показатель стандарта Степная 7- 226 дней, превзошел только один сорт 95 WD 12 (Н. Зеландия)-231 день.
Формирование и реализация потенциальной продуктивности главного колоса
Большим препятствием к получению высоких урожаев озимой пшеницы является полегание, которое наносит значительный ущерб сельскохозяйственному производству. Полегание происходит главным образом, вследствие воздействия погодных условий: большого избытка осадков и сильного ветра. В результате полегания снижается урожайность, ухудшается качество зерна, усложняется уборка. Даже небольшой наклон стеблей ведет к снижению фотосинтеза, а значит и урожая (Лукьяненко, 1957, 1973; Пруцков, 1976; Войсковой, 2003). По данным ряда авторов полегание вызывает потерю урожая зерна до 30%, а также приводит к ухудшению качества зерна и семян (Пруцков, 1976; Удачин, Шахмедов, 1984; Бобрышев, и др. 2003; Thomas, Gaudet, 1983).
Основным методом в борьбе с полеганием является выведение новых короткостебельных сортов с прочным стеблем. Это наглядно подтверждается результатами работы многих селекционеров Мексики, Америки. Индии, Японии, Европы. «Зеленая революция» Н. Борлауга дала миру ценный исходный материал - короткостебельные линии и сорта, созданные с участием японского сорта Norm 10 и некоторых других (Пруцков, 1976).
Многочисленные высокопродуктивные сорта, выведенные академиком П.П.Лукьяненко путем введения в генотип сортов озимой мягкой пшеницы рецессивного гена карликовости, в первую очередь, шедевр мировой селекции - сорт Безостая 1, явились ярким примером успешного решения проблемы полегания. По мнению П,П. Лукьяненко (1971, 1973) оптимальная высота сорта озимой пшеницы для зоны Северного Кавказа при интенсивном ведении хозяйства не должна превышать 80-90 см. Дальнейшее развитие селекции озимой мягкой пшеницы подтвердило это утверждение. Наибольшим потенциалом урожайности среди современных сортов обладают полукарликовые и низкорослые (80-90 см) сорта (Пухальский, Суркова, Максимов, 1989; Лыфенко, 1989; Пучков, Беспалова, Фоменко, 1989; Калиненко, Прищепа, Зима, 1989; Ковтун, 2001; Беспалова и др., 2001; Schols, 1984; Law, 1984).
Сорта озимой мягкой пшеницы с невысокой соломиной, по мнению многих исследователей, в связи с изменением архитектоники растений характе-ризуются повышением сбора зерна за счет увеличения его доли в общем биологическом урожае, устойчивы к полеганию в условиях высокого агрофона и при орошении. Высота растений сортов и линий озимой мягкой пшеницы различного эколого-генетического происхождения в годы изучения варьировала в значительных пределах. Это объясняется особенностями реакции их генотипов на складывающиеся погодные условия в весенний период вегетации растений озимой мягкой пшеницы. Раннее возобновление весенней вегетации в 2002 и 2004 гг., повышенный температурный режим в марте, а затем прохладная по года апреля и мая на фоне средней и достаточной влагообеспеченности рас тений озимой пшеницы способствовали активному линейному росту стебля (таблица 13). Большинство сортов и линий коллекции озимой пшеницы в ус ловиях 2002 и 2004 гг., сформировали близкие значения величины показате ля, хотя у отдельных генотипов имелись сравнительно большие различия до 20 см. При этом, у одних сортообразцов в условиях весны 2004 г., по сравнению с 2002 г., имело место снижение высоты растений: - сорт Наслед ница (РФ Краснодар), линии краснодарской селекции I93P3(LR9LR24), 146P6(LR9), сорт- 9 5 WD 12 (Н. Зеландия), сорта селекции США Nelson, Vista, а у других- ее увеличение: - Clark.s Cream (США), S87-90 (Канада). Весной 2003 года сложились наиболее суровые условия вегетации озимой пшеницы. Рост и развитие растений проходили на фоне пониженных температур в марте - апреле и низкой влагообеспеченности. В мае отмечалось резкое повышение температуры воздуха, которое сопровождалось усилением почвенной засухи. Так, в марте сумма, выпавших атмосферных осадков, составила 2 мм., в апреле- 16 мм., а в мае- 0 мм. Результатом этого явилось резкое уменьшение высоты растений сортов и линий озимой мягкой пшеницы. В среднем по опыту высота растений сортообразцов в условиях 2003 г. составила 66,0 см, по сравнению с 85,5 см в 2002 г. и 83,9 см. в 2004 г. Высота растений среднерослого стандартного сорта Степная 7 в годы опытов была равна 116,9 см (2002 г.), НСР05= 6,5 см; 88,5 см (2003 г.), НСР05= 7,4 см; 114,1 см (2004 г.), НСРо5= 11,0 см. Из 20 сортов отечественной селекции, включая стандарт Степная 7, подавляющее большинство (13 сортооб-разцов), относились к полукарликам. В годы изучения высота растений у них изменялась от 51,0 см у линии КОС 1980-92, в условиях 2003 года, до 83,8 см у сорта Наследница, в условиях 2002 года. Низкостебельные сорта занимают промежуточное положение между полукарликами и среднерослыми. К этой группе относятся сорта, которые в наибольшей степени приближаются к высокопродуктивному в условиях Северного Кавказа морфотипу, с длиной соломины 80-90 см. Из сортов озимой пшеницы отечественной селекции в эту группу вошли сорта Колос 47, Северо-донецкая юбилейная, Родник тарасов-ский, Краснодарская 90 и линии 193P3(LR9LR24), 177 P2(LR24). Следует отметить, что эти сорта и линии в годы изучения формировали высокую урожайность зерна. Низкостебельными были представлены сорта южноафриканской селекции. Сорта селекции США, в основном, были низкостебельными и среднерослыми. К среднерослым относились: Agassir, Cree, Clark.s Cream, Kay, Bradford; в группу низкостебельных входили: Nelson, Vista, Eider, Batum, Dowel, Lambert, Eltan, Kmor, Idaho 352. Только один сортообразец, F.S. 401 (США), являлся полукарликом, однако, в отличие от большинства других полукарликовых сортов он характеризовался устойчивой величиной показателя в годы изучения и не снизил высоту растений в 2003 году. Высокопродуктивные французские сорта Tremie, Tribun, Viking и новозеландский сорт 95 WD 12 входили в группу полукарликовых сортов, однако, особенностью этих сортов было значительное снижение высоты растений в условиях 2003 года. Остальные сортообразцы иностранной селекции, за исключением, среднерослого канадского сорта S87-90, были низкостебельными.
Похожие диссертации на Хозяйственно-биологическая оценка устойчивых к листовым фитозаболеваниям сортов озимой пшеницы различного эколого-генетического происхождения на выщелоченных черноземах
