Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Проблемы изучения и создания исходного материала для селекции новых сортов проса 8
1.1. Селекция проса на устойчивость к болезням 14
1.1.1. Роль устойчивых сортов в защите растений от болезней 14
1.1.2. Головня проса 16
1.1.3. Особенности селекции проса на устойчивость к головне 19
1.1.4. Меланоз или подпленочный некроз ядер проса 30
1.2. Селекция проса на высокую продуктивность 39
1.3. Селекция проса на улучшение качества зерна и пшена 47
Глава 2. Материал, условия и методика проведения исследований 52
2.1. Почвенно-климатические условия и место проведения опытов 52
2.2. Материал и методика исследований 57
Глава 3. Изучение устойчивости проса к основным заболеваниям 63
3.1. Пораженность проса основными болезнями в зависимости от условий внешней среды 63
3.1.1. Пораженность проса головней 65
3.1.2. Пораженность ядер проса меланозом 71
3.2. Оценка исходного материала проса на устойчивость к головне 78
3.3. Оценка исходного материала на устойчивость к некротическому меланозу ядра 89
3.4. Групповая устойчивость исходного материала проса к основным заболеваниям 95
Глава 4. Оценка исходного материала проса по урожайности и продуктивности главной метелки 98
Глава 5. Характеристика исходного материала проса по качеству зерна 108
Глава 6. Характеристика перспективных сортов и линий 116
Выводы 121
Предложения для практической селекции 123
Список использованной литературы 124
Приложения
- Селекция проса на устойчивость к болезням
- Почвенно-климатические условия и место проведения опытов
- Пораженность проса основными болезнями в зависимости от условий внешней среды
- Оценка исходного материала проса по урожайности и продуктивности главной метелки
Введение к работе
Актуальность темы. Просо - наиболее ценная продовольственная, кормовая и резервно-страховая культура, способная давать урожай зерна свыше 30 ц/га и поэтому она занимает около 76 % посева крупяных,
В областях Центрально-Черноземной зоны просо выращивается на площадях до 300 тысяч га. Повышение валовых сборов зерна проса предусматривается главным образом за счет роста урожайности новых сортов, внедряемых в производство (Сурков Ю.С., Колягин Ю.С., 1988а; Просо в Центральном..., 1998).
Районированные в зоне сорта проса - Белгородское 1, Благодатное, Горлинка, Мироновское 51, Мироновское 94, Саратовское 6, Быстрое поражаются в отдельные годы головней до 45 — 50 %, некротическим меланозом на 15 - 25 % и снижают в результате этого выход крупы на 4 - 5 %. Ассимиляционная поверхность листьев проса этих сортов поражается бактериальными пятнистостями до 70 % (Сурков Ю.С., 1990).
Почвенно-климатические особенности зоны требуют новых сортов, приспособленных к этим условиям. Поэтому создание и внедрение в производство урожайных сортов проса с комплексной устойчивостью к болезням и вредителям - один из экономически выгодных путей увеличения производства и заготовок зерна с высоким качеством крупы.
Однако для создания сортов проса необходимо иметь исходный селекционный материал, обладающий высокой продуктивностью, качеством, групповой и комплексной устойчивостью к болезням и вредителям.
По Н.И. Вавилову (1986) наиболее трудным обстоятельством при селекции на иммунитет является необходимость сочетания в одном и том же сорте как группового иммунитета ко многим заболеваниям, так и других ценнейших свойств таких, как урожайность, качество продукции и т.д.
В связи с этим всестороннее изучение исходных форм проса и вовлечение новых сортов и линий в селекционный процесс для создания сортов про-
са является актуальной проблемой и имеет большое теоретическое и практическое значение.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Исследования по теме диссертации проводились в течение 2000 - 2002 гг. на селекционном материале лаборатории селекции проса НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева в соответствии с тематическим планом НИР НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева 02.09.01: «Создать новый исходный селекционный материал проса методами индуцированного апомиксиса, экспериментального мутагенеза и гаметной селекции».
Цель и задачи исследований. Целью данной работы являлось изучени-ие и создание нового исходного материала проса для последующего использования при селекции сортов, характеризующихся комплексом хозяйственно-ценных признаков и свойств в условиях юго-востока ЦЧЗ.
Для достижения поставленной цели планировалось решить следующие задачи:
Изучить имеющийся селекционный материал проса по устойчивости к болезням и выделить лучшие образцы, обладающие комплексом хозяйственно-ценных признаков для использования их в качестве исходного материала;
Выявить факторы окружающей среды, влияющие на развитие основных заболеваний в условиях юго-востока ЦЧЗ;
Определить корреляционные связи пораженности проса некротическим меланозом с другими хозяйственно-ценными признаками;
Выявить корреляционные связи между элементами продуктивности главной метелки проса;
Создать новый исходный и селекционный материал проса.
Научная новизна работы. Проведена комплексная оценка нового исходного материала проса. Выявлены факторы окружающей среды, влияющие на пораженность проса головней и меланозом в условиях юго-востока ЦЧЗ.
Дефицит осадков в период прорастания семян приводит к более высокой по-раженности проса головней. Основным фактором, влияющим на развитие меланоза, является относительная влажность воздуха (г = 0,97) в период формирования зерна. Определены корреляционные связи пораженности ядер проса меланозом с другими хозяйственно-ценными признаками. Отрицательная связь обнаружена между пораженностью меланозом и пленчатостью (г = - 0,47...- 0,57). Установлены 3 морфологических признака: число зерен с метелки (г = 0,98...0,99), высота растения (r = 0,58...0,72) и площадь 2-го сверху листа (г = 0,56...0,75) — ответственные за формирование продуктивности главной метелки.
Практическая ценность работы. Выделены наиболее ценные источники устойчивости, высокой продуктивности и качества для использования в селекционной практике. Созданы перспективные линии проса, характеризующиеся комплексом хозяйственно-ценных признаков и новый сорт проса Каменностепное 2.
Положения, выносимые на защиту.
Пораженность проса основными болезнями в зависимости от условий окружающей среды.
Оценка исходного материала проса по устойчивости к основным заболеваниям, продуктивности и качеству зерна.
Корреляционные связи пораженности проса некротическим меланозом ядер с другими хозяйственно-ценными признаками.
Взаимосвязь элементов продуктивности главной метелки проса.
Личный вклад соискателя. Диссертация подготовлена на основе анализа и обобщения результатов экспериментальных исследований, выполненных автором как самостоятельно, так и совместно с научными сотрудниками лаборатории селекции проса НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева. Планирование и проведение экспериментов, математическая обработка данных, полученные выводы и предложения для селекционной практики сделаны само-
стоятельно. В годы проведения исследований автор внес теоретический и практический вклад в создание сорта проса Каменностепное 2 и перспективных линий.
Апробация результатов. Основные результаты исследований были доложены на IV международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (23-26 мая 2000 г., г. Белгород), международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Аграрная наука в начале XXI века» (Воронеж, 2001 г), VI международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (26-28 марта 2002 г., г. Белгород), VII международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (25-28 марта 2003 г., г. Белгород), межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых «Вклад молодых ученых в решение проблем аграрной науки» (12-13 мая 2005 г,, г. Воронеж).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 170 страницах машинописного текста, состоит из 6 глав, выводов, предложений для практической селекции, списка использованной литературы из 370 наименований, в том числе 19 иностранных. Содержит 23 таблицы, 5 рисунков и 6 приложений.
Селекция проса на устойчивость к болезням
Общие явные потери во всех странах мира от болезней и вредителей ежегодно составляют 73 млрд. долл. Фактические же потери от заболеваний значительно больше, так как имеются и скрытые потери, при которых может не наблюдаться внешнего проявления заболевания (Федотова Т.И., Шопина В.В., 1974).
Ежегодно только от болезней Россия теряет от 8,5 до 25 млн. т. зерна, среднегодовое значение потерь за последние годы составляет 18,3 млн. т. (Фитосанитарная экспертиза..., 2002).
В экологическом и экономическом аспекте наиболее выгодный перспективный метод защиты растений от болезней — возделывание устойчивых к заболеваниям сортов сельскохозяйственных культур. Н.И.Вавилов (1986) еще в 1940 году указывал, что важным и решающим методом в борьбе с грибными и бактериальными болезнями является выведение иммунных сортов.
В связи с загрязнением окружающей среды и продуктов питания остатками пестицидов в последние годы эта проблема приобретает особую актуальность. Поэтому в интегрированной системе защиты растений наряду с агротехническими приемами профилактики, химическими и биологическими средствами большое внимание начали уделять целенаправленному созданию иммунных и выносливых сортов сельскохозяйственных культур (Левитин М.М., Федорова И.В., 1972; Поляков И.Я., 1984).
Накопленный к настоящему времени опыт борьбы с вредными организмами свидетельствует о том, что именно создание сортов, устойчивых к вредителям и болезням и их использование в производстве является эффективным путем борьбы с ними. Такие сорта позволяют экономить значительные средства, которые сегодня расходуются на защиту растений. Выращивание даже менее поражаемых сортов дает существенный экономический эффект в борьбе с болезнями. Защита таких сортов достигается при меньшем количестве химических обработок и сниженных нормах расхода препаратов. К тому же, реакция устойчивых сортов на экстремальные условия довольно стабильна и выражена в 3 — 7 раз слабее по сравнению с неустойчивыми сортами (Вилкова Н.А., Нефедова Л.И., Шапиро И.Д., 1990).
Наибольшее внимание необходимо направить на групповой иммунитет. Еще Н.И. Вавилов (1964) считал, что соединение в одном и том же сорте устойчивости к различным болезням является хотя и трудной, но наиболее актуальной задачей селекции.
В этом отношении по болезням проса в литературе имеются лишь отрывочные сведения. Особое внимание проблеме группового иммунитета уделялось и уделяется в настоящее время в лаборатории селекции проса НИИСХ ЦЧП им. В.В.Докучаева (Сурков Ю.С., Колягин Ю.С., 1979; 1980; 1982; 1983, 19886; Сурков Ю.С., 1990, 1992; Сурков Ю.С., Сурков А.Ю., 2000, 2001, 2002; Сурков А.Ю., 2001; Сурков А.Ю., Сурков Ю.С., 2002, 2003).
Наиболее вредоносные болезни проса в Центрально-Черноземной зоне - головня, бактериальная пятнистость листьев и стеблей, почернение ядер (меланоз), снижающие урожай зерна до 40 - 60 % и выход крупы на 4 — 5 % (Сурков Ю.С., Колягин Ю.С., 1979, 1981, 19886).
Протравители семян не полностью предохраняют просо от вторичного заспорения головней, а при несоблюдении агротехники семена не полностью обеззараживаются от бактериальной инфекции.
Наиболее вредоносной и распространенной болезнью, наносящей значительный ущерб в настоящее время, является головня проса, которая подробно описана еще В.К.Варлихом (1887). Возбудитель ее — гриб Sphace-lotheca panici-miliacei (Pers.) Bub., син.: Ustilago destruens Schlecht, S. destruens (Schlecht) Jons, Tilletia destruens Let. (Соколов A.A., 1939; Stevenson I.A., Johanson A.G., 1944; МаксимчукИ.Х., 1956; Шкоденко В.И., 1956; Шварцман СР., 1960; Богданович М.В., 1965, 1974; Агафонова З.Я., Агафонов Н.П, 1967; Лысов В.Н., 1968; Ульянищев В.И.. 1968; Агафонов Н.П., 1973; Дерябина А.П., 1973; Елагин И.Н., 1973, 1981; Комарова И.Н., 1973; Сурков Ю.С., 1981; Солдатов А.Ф., 1984; Каратыгин И.В., 1986).
Ареал вида S. panici-miliacei совпадает с ареалом возделывания растения - хозяина (Panicum miliaceum). Он широко распространен в Европе, Азии, Южной и Северной Америке, Африке (Запрометов Н.Г., 1925; Шембель С.Ю., 1927; Ячевский А.А., 1931; Johnshon CO., Lefebre C.R., 1939; Гутнер Л.С, 1941; Richter Н., Muller Н., 1943; Siang W.N., 1948; Todoroba В., 1953; Weston W.A.R.D., 1953; Fisher G.W., Holton C.S., 1957; Шварцман СР., 1960; MitraA.P., 1961; Ульянищев В.И., 1968; Fadhill Hussain Vustafa, 1972).
В бывшем Советском Союзе головня была наиболее распространенной и вредоносной болезнью проса. В России и Казахстане потери урожая от этой болезни составляли 1/3 части урожая, а в отдельных случаях - 90 — 100 % (Естифеев П.Г., 1925; Шембель С.Ю., 1927; Ячевский А.А., 1931).
Заражение зерновых культур головней возможно при наличии следующих факторов: восприимчивый сорт, вирулентная популяция гриба, условия погоды, оптимальные для развития патогена. При контакте возбудителя с восприимчивым сортом уровень болезни во многом зависит от инфекционной нагрузки и условий погоды, особенно температуры в период прорастания семян (Jones E.S., 1923; Абрамов И.Н., 1939; Гойман Э., 1954; Meiners LP., WaldherY.T., 1959; Стэкмен Е., Харрар Дж., 1959; КойшибаевМ., 1974). СЮ. Шембель (1930) и В.И. Лопатин (1939) отмечают, что степень проявления головни зависит от факторов внешней среды: от температуры, влажности почвы и воздуха, наличия питательных веществ в почве (навозе).
В процессе длительной эволюции головневых грибов с растениями-хозяевами, вероятно, происходили параллельные адаптивные изменения в требованиях к условиям окружающей среды (Fischer G.W., Holton C.S., 1957; MeinersI.P., WaldherY.T., 1959).
M. Койшибаев (1998) отмечает, что кардинальные температуры для прорастания проса и телиоспор гриба в основном совпадают. Оптимальная температура для обоих находится в пределах 20 - 30 С, минимальная для растения-хозяина - 15, возбудителя болезни — 10, максимальная соответственно 35 и 40 С. Минимальная температура, необходимая для прорастания спор головни несколько ниже, чем для семян проса, но растение способно переносить более высокую температуру, чем возбудитель болезни. Анализ корреляционной зависимости между проявлением головни и среднесуточной температурой почвы в период посев — всходы показал, что между ними имеется слабая отрицательная связь при всех уровнях инфекционной нагрузки.
Согласно опытам И.В. Новопокровского и Ф.Д. Сказкина (1925), оптимальной температурой для прорастания спор является 30 С, минимальной — 5 - 10 С, максимальной - 35 - 40 С (Курсанов Л.И.. 1940; Гутнер Л.С., 1941; Еникеев М.Г., 1963).
Почвенно-климатические условия и место проведения опытов
Центрально-Черноземная зона — это крупный сельскохозяйственный район. В ее состав входят пять областей — Белгородская, Воронежская, Курская, Липецкая и Тамбовская.
Воронежская область расположена в юго-восточной части Центрально-Черноземной зоны и в настоящее время вновь занимает пограничное положение. На юго-западе ее проходит граница России с Украиной. Внутри России область граничит на севере и северо-востоке с Липецкой и Тамбовской областями, на юго-западе и западе — с Белгородской и Курской, на востоке — с Саратовской и Волгоградской, на юге — с Ростовской областью.
С севера на юг область пересекает река Дон со своими многочисленными притоками, которая делит ее на две почти равные части - возвышенное правобережье на западе и низменное левобережье на востоке.
Правобережье занимает восточную окраину Средне-Русской возвышенности. Северная часть ее - крутоволнистая равнина, расчлененная руслами рек, балками и оврагами. Южная часть - гребнистая равнина, сильно расчлененная глубокими оврагами и балками. Поверхность водоразделов почти всюду находится на высоте 200 - 220 м над уровнем моря, достигая местами 230-260 м.
Левобережье делится на юго-восточную часть, представленную Калач-ской возвышенностью, и северо-восточную часть, расположенную на Окско-Донской равнине.
Вследствие значительной удаленности от морей и океанов климат Воронежской области характеризуется умеренной континентальностью с довольно жарким и сухим летом и холодной зимой. Средняя температура янва ря изменяется от - 10,9 С на севере до - 8,2 С на юге, июля — соответственно +19,6Сдо+21,8С.
Годовое количество осадков колеблется от 435 до 560 мм. Примерно три четверти осадков приходится на теплый период года. В целом область относится к зоне недостаточного увлажнения. Практически ежегодно отмечаются засухи и суховеи. Засухи очень динамичны (майские, июньские и июльские). Каждый третий год они бывают интенсивными.
Количество приходящего от солнца тепла (суммарная радиация) за год равна 94 ккал. Сумма среднесуточных температур выше +10С колеблется от 2400до2930С.
Значительные различия в климатических условиях области повлияли на формирование почвенного покрова. На территории Воронежской области преобладают выщелоченные, типичные и обыкновенные черноземы, но среди них в силу изменения местных условий встречаются почвы солонцовые, серые лесные, дерново-подзолистые, перегнойно-карбонатные, аллювиальные, болотно-луговые и др. (Агроклиматический справочник, 1958; Системы земледелия Воронежской области, 1982; География Воронежской области, 1994).
НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, где проводились наши исследования, расположен на территории Каменной Степи. Нередко под этим названием (Каменная Степь) подразумевают и сам институт.
Каменная Степь размещается на юго-востоке Воронежской области, к югу от районного центра Таловая, на Битюжско — Хоперском междуречье. Здесь на плоской равнине проходит водороздел рек Чиглы, притока Битюга, и Елани, впадающей в Хопер. Ее расположение в переходной, слабо выраженной в рельефе, полосе от Калачской возвышенности к Окско-Донской низменной равнине определяет общий уклон поверхности в северном направлении.
Вся эрозионная сеть территории Каменной Степи представлена неглубокими балками и ложбинами с задерненными пологими склонами, местами заросшими кустарниками. Микрорельеф на нераспаханных участках представлен в виде бугорков, блюдец, западин, что приводит к неравномерному распределению летних осадков, а зимой - снега. На распаханных участках микрорельеф выражен более слабо, под влиянием обработки западинки и блюдца сглаживаются (Основные черты природы . . . , 1992; Природные условия ..., 1992).
Почвы относятся к среднемощным обыкновенным черноземам, тяжелосуглинистого и легкосуглинистого механического состава, но в зависимости от рельефа встречаются и другие почвенные типы: солонцы, солонцеватый чернозем, смытый чернозем, дерново-подзолистые почвы и другие. Мощность гумусового горизонта 40 - 80 см. Содержание гумуса в слое 0 — 5 см - 9,04 %, а на глубине 50 - 80 см его снижается до 3,89 %. Реакция почв близка к нейтральной (рН водной вытяжки 6,0 - 7,2). Содержание Р205 - 15,2 -36,0, КгО— 10,4 — 21,4, гидролизуемого азота — 8,6 — 18,1 мг на 100 г почвы (Адерихин П.Г., 1963).
Климат Каменной Степи континентальный, типичный для юго-востока европейской части России, с теплым (нередко засушливым) летом и умеренно- холодной зимой. Годовой приход суммарной солнечной радиации составляет 90 - 95 больших калорий на квадратный сантиметр. Продолжительность солнечного сияния за год составляет 1900-1950 часов, в том числе 1450 часов падает на период вегетации основных сельскохозяйственных культур. Среднегодовая температура воздуха составляет +5,2С, среднесуточная температура самого теплого месяца — июля - +20,1 С, самого холодного — января - —9,9 С. Безморозный период длится 159 дней. Продолжительность периода со среднесуточной температурой выше 10С равна 158 дням, а сумма температур за этот период (или сумма активных температур) равна 2735 С (Агроклиматический справочник, 1979).
Пораженность проса основными болезнями в зависимости от условий внешней среды
Почвенно-климатические факторы по-разному влияют на некоторых паразитов, питающие растения и на их взаимоотношения. Иммунитет же есть одно из проявлений этого взаимоотношения. Вот почему явление устойчивости растений к заболеваниям рассматривается в единстве с внешней средой (ГешелеЭ.Э., 1978). Проявление и развитие болезни растений зависят от взаимодействия 3 факторов: возбудитель — растение-хозяин — окружающая среда. В этой связи А.А. Ячевский (1931) еще в 1929 г. подчеркивал: " ...рассматривая болезнь как последствие отклонения от нормальных физиологических функций, в одинаковой степени нужно учитывать, с одной стороны, первопричину этих отклонений, т.е. возбудителя болезни и его свойства, с другой - реакцию самого питающего растения ".
Э. Гойман (1954) считает, что окружающая среда определяет осуществление паразитических взаимоотношений возбудителя болезни и растения-хозяина. Ее факторы оказывают влияние на жизненность патогена, обуславливают прорастание инфекционных зачатков и внедрение их в ткань растений, на предрасположение последнего к болезни, течение заболевания.
Н.И. Вавилов (1986) отмечал, что та или иная реакция сортов, иммунитет или, обратно, восприимчивость определяются, по существу, тремя категориями факторов: с одной стороны, наследственными особенностями сорта, с другой — избирательной способностью, или специализацией видов паразитов или их отдельных рас, и с третьей стороны — также условиями среды. Меняя условия среды, можно в той или иной степени изменить и реакцию иммунитета.
По Э.Э. Гешеле (1978), среда - неотъемлемая сторона для развития у растения-хозяина защитных механизмов, а у паразита - вирулентности. Среда же определяет исход взаимодействия защиты и вирулентности паразита.
В связи с вышеизложенным, при изучении исходного материала проса на устойчивость к болезням большое внимание было уделено определению факторов окружающей среды, в частности климатических, влияющих на степень развития основных болезней этой культуры.
Поскольку в природе не существует иммунных, абсолютно не поражаемых головней генотипов проса (Вавилов Н.И., 1922, Карбоне Д. и Арнау-ди К., 1937), то и устойчивость к ним заведомо предполагает некоторую степень поражения, то есть она относительна.
Прилагательное «относительная», по мнению И.Б.Абловой и соавт. (Достижения в селекции . . . , 2003) не добавляется лишь для кратности, но играет существенную роль, определяя методику сравнения и отбора генотипов, и пути создания новых селекционных форм. Так как устойчивость растений к заболеванию относительна, то роль стандарта в опыте значительно возрастает. Необходимо учитывать, что работа выполняется на искусственном инфекционном фоне, "сила" которого, кроме высокой концентрации инокулюма, зависит еще и от погодных условий, изменчивых по годам. Устойчивая форма на жестком инфекционном фоне в отдельные годы может сильно поразиться. Но именно относительность понятия устойчивости позволяет оставить данную линию в группе перспективных, если растения поражены меньше или на уровне относительно устойчивого стандартного сорта.
Растения проса заражаются S. panici-miliacei во время прорастания семян в почве (Гутнер Л.С., 1941; Горленко М.В., 1968; Пересыпкин В.Ф., 1969; Калашников К Л., 1971).
Заражение зерновых культур головней возможно при наличии следующих факторов: восприимчивый сорт, вирулентная популяция гриба, условия погоды, оптимальные для развития патогена. При контакте возбудителя с восприимчивым сортом уровень болезни во многом зависит от инфекционной нагрузки и условий погоды в период прорастания семян (Jones E.S., 1923; Новопокровский И.В., Сказкин Ф.Д. 1925; Абрамов И.Н., 1939; Гойман Э., 1954; Стэкмен Е,, Харрар Дж., 1959; Meiners LP., Waldher Y.T., 1959; Степанов К.М., 1962; Койшибаев М., 1974, 1998;Яшовский И.В., 1987). На основании исследований, проведенных в 2000 - 2002 гг. на селекционном материале, выявлено заметное варьирование пораженности растений проса головней по годам. Это показывает, что степень проявления болезни зависит от погодных условий, которые заметно отличались в годы исследований.
Наиболее сильное проявление болезни наблюдалось в 2000 году (54,9 % - средняя пораженность сортообразцов, 74,8 % - средняя поражен-ность стандарта на искусственном инфекционном фоне), когда в период посев — всходы выпало всего лишь 1,7 мм осадков, температура воздуха составила 18,1 С, почвы 18,6 С, относительная влажность воздуха 60 %, почвы 30,8 %, что привело к увеличению периода прорастания и появления настоящих листьев до 14 дней вместо 7 — 8 дней в благоприятные годы. Отмечалось замедление 1 этапа органогенеза, в частности, удлинение уязвимой для заражения головней фазы растения-хозяина.
Наименьшая пораженность головней (37,0 % — средняя пораженность линий, 29,6 % - средняя пораженность стандарта на искусственном инфекционном фоне) отмечена в 2001 году, когда в период посев - всходы выпало 34,8 мм осадков, при температуре воздуха 13,6 С, почвы 15,3 С, относительной влажности воздуха 70 %, почвы 37,2 %, что стимулировало развитие проростков проса и, повидимому, развитие микроорганизмов, угнетающе действующих на развитие патогена в стадии прорастания хламидоспор.
В 2002 году пораженность линий головней была на уровне стандарта (38,3 % - пораженность линий, 38,1 % - пораженность стандарта), когда в период прорастания семян выпало 13,8 мм осадков, температура воздуха составила 14 С, почвы 15,9 С, относительная влажность воздуха 54 %, почвы 33,2 %.
Оценка исходного материала проса по урожайности и продуктивности главной метелки
С практической точки зрения продолжительность периода вегетации проса — один из основных и наиболее важных признаков, определяющих возможность возделывания сорта в определенных агроклиматических условиях.
В лаборатории проводится селекция преимущественно среднеспелых сортов. В.Н. Лысов (1968) отмечает следующие категории продолжительности вегетационного периода (всходы — полная спелость): - 61 - 80 дней - скороспелые; - 81 — 100 дней - среднеспелые; - 101 - 120-дней —позднеспелые. По этой классификации сорта и сортообразцы проса НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева принадлежат к скоро - и среднеспелым сортам (табл. 17).
По урожайности в селекционном питомнике выделились Линия 481 и Линия 568, которые достоверно превысили стандарт Саратовское 6 в 2001 году, а в 2002 году превышение стандарта по урожайности этими линиями было несущественно (табл. 18).
Важнейшим показателем продуктивности проса, безусловно, является продуктивность главной метелки. Она варьировала в зависимости от сортовых особенностей и погодных условий в среднем за 2000 — 2002 гг. от 2,4 до 5,7 г. Наибольшую продуктивность главной метелки (4,3 - 5,7 г) имели Линия 136, Линия 193, Линия 281, Линия 311, Линия 459, Линия 681, Линия 721, существенно превысившие стандарт (табл. 19).
Продуктивность растений и урожайность посевов проса, как и других культур, формируется в результате взаимодействия внутренне скоординированных процессов фотосинтеза, дыхания, транспорта и распределения продуктов
Одним из главных методов селекции является отбор. Он будет эффективным, если вести его по признакам, имеющим положительную связь с продуктивностью.
Выявление корреляционных связей между количественными признаками, определяющих продуктивность главной метелки и другие свойства растений проса, представляет большой интерес в селекционной работе.
Объектом, проведенных нами исследований, явились 29 сортов и сортообразцов проса, различающихся по генотипу, морфологическим признакам, продуктивности главной метелки.
Корреляционный анализ проводили по средним значениям признаков. Вычисляли коэффициенты корреляции по общепринятой методике.
Фенотипические корреляции были вычислены между признаками: масса зерна с главной метелки, масса 1000 зерен, высота растения, длина метелки, озерненность главной метелки, площадь второго сверху листа (табл. 20, рис. 4).
В результате, за все годы исследований достоверно высокая положительная связь у всех сортообразцов проса отмечена между массой зерна с главной метелки и числом зерен с нее (г — 0,98 ± 0,04 ... 0,99 ± 0,03).
Что касается корреляций других признаков, то они в значительной степени были обусловлены условиями года и генотипом изучаемых сортообразцов.
Так, во влажный 2000 год продуктивность метелки у растений проса определялась массой 1000 зерен (г = 0,61 ± 0,15), высотой растения (г = 0,72± 0,13).
Формирование продуктивности у отдельновзятых сортообразцов шло по-разному. Так, положительная корреляционная связь продуктивности главной метелки с массой 1000 зерен наблюдалась у Линии 73 (г = 0,57 - 0,69), Линии 553 (г = 0,35 - 0,6), Линии 584 (г = 0,18 - 0,61), Линии 601 (г = 0,25 - 0,78), Линии 651 (г — 0,35 - 0,48), Саратовского 6 (г = 0,28 - 0,42). Это говорит о том, что у этих образцов проса высокая продуктивность главной метелки складывается не только за счет высокой озерненности, но и за счет крупности зерен.
Отрицательная связь продуктивности главной метелки с массой 1000 зерен наблюдалась у сортообразцов Линии 193 (г — — 0,25 - 0,45), Линии 361 (г = - 0,23 - 0,63), Линии 721 (г = - 0,1 - 0,44).
Положительная связь продуктивности главной метелки с высотой растения наблюдалась почти у всех образцов, за исключением Линии 207, Линии 281, Линии 311, Линии 481. У этих образцов эта связь была не существенной, а в отдельные годы слабой отрицательной.
Положительная связь продуктивности главной метелки с ее длиной также наблюдалась не у всех образцов. Наиболее сильной она была у Линии 73 (г = 0,39 - 0,74), Линии 144 (г = 0,24 - 0,93), Линии 193 (г = 0,52 - 0,71), Линии 311 (г = 0,34 - 0,53), Линии 353 (г = 0,25 - 0,76), Линии 459 (г = 0,45 -0,78), Линии 481 (г = 0,48 - 0,66), Линии 502 (г = 0,55 - 0,72), Линии 521 (г = 0,55 - 0,61), Линии 553 (г = 0,82 - 0,88), Линии 568 (г = 0,3 - 0,62), Линии 721 (0,36 - 0,66), Линии 751 (г = 0,46 - 0,68), Линии 761 (г = 0,57 - 0,62), Саратовского 6 (г = 0,48 - 0,91).
Положительная связь продуктивности главной метелки с площадью второго сверху листа была обнаружена у всех сортообразцов.
Следует отметить, что из всех изученных элементов структуры продуктивности главной метелки только один имеет высокую положительную корреляционную связь - число зерен с метелки (г = 0,98 - 0,99).
Для отбора наиболее продуктивных генотипов проса мы предлагаем использовать признак «площадь 2-го сверху листа», как наименее трудоемкий, который легко определить еще во время вегетации, исключив малопродуктивные генотипы до уборки проса.
