Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 10
1.1. Ботаническая и биологическая характеристика гороха 10
1.2. Некоторые сведения из истории создания современных сортов гороха 14
Глава 2. Материал, методика, техника и условия проведения опытов 19
2.1. Климатические особенности лесостепной и степной зоны Новосибирской и смежных областей Западной Сибири 19
2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований.22
2.3. Характеристика почвы опытного участка 26
2.4. Материал, методика и техника проведения исследований 28
Глава 3. Мировая коллекция гороха как основа селекции зерновых сортов 35
3.1. Характеристика сортов гороха различного морфотипа для выявление сортов-источников хозяйственно ценных признаков и свойств 35
3.1.1. Продолжительность вегетационного периода 35
3.1.2. Длина стебля 38
3.1.3. Число фертильных узлов 40
3.1.4. Число бобов на растении 44
3.1.5. Число семян с растения 47
3.1.6. Масса семян с растения 49
3.2. Взаимосвязь семенной продуктивности с основными хозяйственно- ценными признаками 53
Глава 4. Создание нового селекционного материала гороха зернового направления и изучение его в селекционном процессе 58
4.1. Селекционно-генетическая оценка сортов и их гибридов по основным хозяйственно-ценным признакам 58
4.2. Результаты изучения селекционного материала гороха в конкурсном сортоиспытании 75
Выводы 84
Предложения селекционной практике и производству 85
Список используемой литературы 86
Приложения 99
- Ботаническая и биологическая характеристика гороха
- Климатические особенности лесостепной и степной зоны Новосибирской и смежных областей Западной Сибири
- Продолжительность вегетационного периода
- Селекционно-генетическая оценка сортов и их гибридов по основным хозяйственно-ценным признакам
Введение к работе
Одной из ключевых проблем интенсификации сельского хозяйства была и остается проблема увеличения производства растительного белка. Важнейшим источником биологически полноценного белка являются зернобобовые культуры. Они незаменимы для рационального питания населения и балансирования кормовых рационов в животноводстве. Укрепление продовольственной безопасности страны вызывает острую необходимость значительного увеличения производства зерна высокобелковых бобовых культур за счет более полного использования их видового потенциала, расширения площадей посевов и значительного роста урожайности.
Большую роль в качественном улучшении продуктов питания и кормовой базы может и должна сыграть нетрадиционная для Сибири культура сои (Glicine hispida Max.). Роль и ценность ее в мировом земледелии широко известны. Опыт, накопленный учеными и производственниками региона, показывает, что скороспелые сорта сои местной селекции (СибНИИК-315, Алтом, Ом- ская-4), созревая за 90-110 дней, в районах южной лесостепи обеспечивают урожай зерна 15-20 ц/га (Васякин, 1982, 1985; Горин, 1984).
Серьезного внимания как источники полноценного растительного белка заслуживают и такие зернобобовые культуры как чечевица (Lens esculente Moench), бобы (Vicia faba L), фасоль (Phaseolus vulgaris L), нут (Cicer arietinum L). Многолетнее сравнительное изучение в условиях лесостепи Западной Сибири показало реальную возможность их широкого производственного возделывания (Васякин, 1995).
Повышение урожайности, в условиях общего снижения уровня техногенной обеспеченности отечественного земледелия и постоянно возрастающей стоимости средств химизации и энергоносителей, становиться весьма проблематичным. Одним из эффективных способов преодоления сложившейся ситуации является расширение спектра возделываемых зернобобовых культур - фиксаторов биологического азота, способного заменить азот минеральный, что рассматривается как значительный шаг на пути биологизации и экологизации современного земледелия.
Для обеспечения потребности России в растительном белке ежегодное производство зерна бобовых культур должно составлять 10,9 млн. т. Однако максимальный сбор его (1986-1990гг) не превышал 4,4 млн. т., т.е. общий минимальный дефицит составлял 6,5 млн. т. Между тем, площади посева зернобобовых культур продолжают сокращаться: В Западной Сибири в структуре посевных площадей они занимают не более 1,0-2,0%, вместо необходимых 10-15%. Причем из всего- многообразия- семейства зерновых бобовых используется, только горох и незначительные площади отводятся под яровую вику (Гончаров, 1963, 1992; Гончарова, 1999; Васякин, 2003). Учитывая высокую адаптивность гороха в условиях Сибири-и его важное хозяйственное значение; объектом наших исследований выбрана именно эта культура.
Зерно гороха является богатейшим источником основных пищевых и кормовых веществ .- белка и крахмала, ,содержание которых в нем достигает, соответственно, 20-25 и 35-50%. Белок гороха отличается хорошей растворимостью, усвояемостью и высокой биологической ценностью (Шелепина, 2000). Кроме того, в семенах гороха, накапливается значительное количество витаминов, незаменимых аминокислот и других физиологически активных веществ. Отдельные сорта гороха широко используют в виде зеленого горошка - в незрелом состоянии, в связи с чем в России в последнее время активно разрабатываются технологии переработки. (Задорин, 1997). Горох, как и другие бобовые, повышает питательную ценность потребляемых продуктов (Яйлоян, Чаадаева, 1975);
В то же время горох является очень ценным кормовым растением, используется в виде зерна, соломы, зеленого корма, сена и силоса. Гороховая солома по кормовым достоинствам не уступает сену среднего качества. В 100 кг ее содержится 23 кормовых единицы.и более Зкг сырого протеина, большое количество минеральных веществ, особенно кальция. Наконец, горох имеет большое агротехническое значение. В последние годы, в связи с обострением дефицита минеральных удобрений, посевы гороха применяют и как зеленое удобрение.
Как азотфиксирующая бобовая культура, он усваивает азот воздуха, оставляет после себя, при хорошей урожайности, до 100 кг на гектар связанного азота. Это соответствует содержанию азота в 10 — 20 тоннах навоза. Горох не только покрывает свою, повышенную, по сравнению с другими культурами потребность в азотном питании, но и значительно обогащает почву для последующих культур севооборота (Прянишников, 1945; Макашева , 1973).
В настоящее время в связи с кризисным положением сельского хозяйства применение минеральных и органических удобрений стало довольно дорогостоящим мероприятием, поэтому введение гороха в севооборот как альтернативы чистому пару, на наш взгляд, явится одним из приемов повышения урожая, поддержания и сохранения плодородия* почвы. Частое парование с усиливающейся тенденцией перехода на вынужденную современную двухполку (пар - пшеница) сопровождается разрушением органики, усилением ее минерализации, снижением содержания гумуса и потерей потенциального плодородия. Широкое освоение гороха в Сибири и создание сортов с повышенными адаптивными свойствами к стрессовым условиям и интенсификацией биологической фиксации атмосферного азота позволит смягчить остроту проблемы дефицита кормового и продовольственного растительного белка, которая остается одной из главных в сельскохозяйственной практике, и может сыграть примерно такую же роль, какую играет культура сои в мировой практике (Шевелу- ха, 1993; Жученко, 1981, 1990; Сапрыкин, 2004).
Все эти хозяйственно ценные особенности гороха являются важными факторами стабилизации продовольственной базы страны, создают предпосылки развития животноводства, роста поголовья скота и его продуктивности.
Так же горох, как культура раннего сева, в сильной мере подавляет однолетние сорные растения и поэтому чаще всего (при хорошем развитии и оптимальной густоте стояния растений) почти не нуждается в применении гербицидов. Созревает и убирается культура в конце июля - начале августа, что позволяет иметь раннюю августовскую зябь (полупар) как основу повышения урожая и производства экологически чистой продукции. Важной составляющей в народно-хозяйственном значении гороха является практическая селекция сортов, базирующаяся на усовершенствованных методических основах и оптимизации селекционного процесса (Гончаров, 2003).
В настоящее время создан ряд принципиально новых сортов гороха, приспособленных для производственного использования в лесостепи Сибири. Они отличаются устойчивостью к осыпанию, полеганию, равномерным созреванием, высоким потенциалом зерновой продуктивности и биологической адаптивности (Буян, Варяг, Омский-9).
Сорт Омский-9 выведен в СибНИИСХ индивидуальным отбором из гибридной комбинации Усач х Тим. Разновидность ecaducum afila. Среднеспелый, период от всходов до созревания 68-85 дней. Высота растений 60-110 см. Семена желтые, округлые. Масса 1000 семян 175-210 г. Содержание белка23-25%. Характерные особенности: усатый тип листа, технологичность, пригодность для уборки напрямую. Урожайность высокая, до 37,2 ц/га, устойчивость к болезням и засухе средняя. Внесен в список сортов, допущенных к возделыванию по Западно-Сибирскому региону с 1999 г.
Буян выведен в СибНИИРС совместно с Кемеровским НИИСХ индивидуальным отбором из гибридной комбинации (Неосыпающийся-1 х М-245) х Ол- раунд. Разновидность ecaducum afila, подразновидность glaucospermum. Среднеспелый, период всходы-созревание 67-82 дня. Высота растений 58-100 см. Отличительные особенности: усатый тип листа, неосыпающиеся семена, семядоли зеленые. Бобы прямые, семян в бобе 5-7. Масса 1000 семян 180-220 г. Содержание белка 22-24%. Технологичен, пригоден для уборки напрямую. Устойчивость к болезням на уровне стандартов и ниже. Включен в Госреестр сортов, допущенных к возделыванию по Западно- Сибирскому региону с 2000 г.
Варяг выведен в Алтайском НИИ земледелия и селекции индивидуальным отбором из гибридной комбинации Усач х Труженик. Разновидность ecaducum afila. Среднеспелый, созревает за 68-80 дней, среднерослый, высота растений 60-100 см. Отличительные особенности: усатый тип листа, семена округлые, желтые, неосыпающиеся. Масса 1000 семян 210-240 г. Содержание белка 21- 26%. Бобы прямые, с тупой верхушкой. Технологичен, пригоден для уборки на прямую. Устойчивость к засухе и болезням средняя. Включен в Госреестр сортов, допущенных к возделыванию по Западно-Сибирскому региону с 2001 г. (Васякин, 2003).
Однако по-прежнему актуальным является повышение продуктивности сортов и их качества, поэтому впредь необходимо добиваться у данной культуры оптимизации роста и развития, эффективности фотосинтетической деятельности (Амелин, 1990, 1993, 1994,1997). В этой связи значительный интерес представляет всестороннее изучение различных морфотипов имеющегося в Сиб- НИИРС генофонда гороха с целью вовлечения их в селекционный процесс, расширения спектра используемых признаков и свойств.
Цель и задачи исследований. Исследование генофонда гороха различного морфотипа и выявление сортов-источников хозяйственно ценных признаков, создание нового селекционного материала, адаптированного для условий лесостепи Западной Сибири. В задачи исследований входило:
Изучить коллекционные образцы гороха различного морфотипа, дать
оценку хозяйственно ценных признаков.
Выявить из мировой коллекции гороха наиболее перспективные сорта- источники для рекомбинационной селекции при создании нового селекционного материала и сортов зернового использования.
Провести топкроссные скрещивания сортов-источников и получить реком- бинанты сочетающие признаки продуктивности, качества, оптимального вегетационного периода, устойчивости к осыпанию и полеганию.
Определить корреляционные связи основных количественных признаков, определяющих продуктивность и комбинационную ценность рекомбинантов.
Дать селекционную оценку новому гибридному материалу, выделить перспективные формы.
Провести сравнительную оценку лучших селекционных форм в питомнике конкурсного сортоиспытания.
Научная новизна. В условиях лесостепи Западной Сибири дана оценка различным морфотипам гороха; выявлены закономерности наследования и корреляционные связи семенной продуктивности с основными хозяйственно- ценными признаками в условиях региона.
Практическая значимость. Результаты исследований могут быть использованы для более эффективной селекции гороха с использованием выделенных сортов - источников хозяйственно ценных признаков. Созданы высокопродуктивные гибридные комбинации: Норд х Таловец-60, Норд х Батрак, Новосибирец х Дударь, Новосибирец х Алматинский-573, сочетающие в себе высокую семенную продуктивность, устойчивость к полеганию растений и осыпанию семян, оптимальный вегетационный период, заданные параметры сортов зернового использования для лесостепной зоны Западной Сибири, отвечающие требованиям сельскохозяйственного производства. Защищаемые положения:
Селекционно-ценные образцы мировой коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова и созданный с их участием новый селекционный материал гороха для выведения сортов зернового использования.
Корреляционные отношения между основными селекционно- генетическими признаками для интенсификации селекционного процесса.
Новые перспективные гибриды гороха.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались:
на заседаниях отдела растительных ресурсов, ученого совета и на научных конференциях ГНУ СибНИИРС (Новосибирск, 2001-2005 гг.);
на межрегиональной конференции молодых ученых в рамках празднования 50-летия освоения целинных и залежных земель (г. Омск, 15-16 апреля 2004 г.);
на международной научно-практической конференции молодых ученых СО РАСХН (Краснообск, 15-16 ноября 2004 г.).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 5 работах.
Автор выражает искреннюю благодарность за оказанную помощь руководителю доктору сельскохозяйственных наук B.C. Сапрыкину, признателен кандидату сельскохозяйственных наук Н.М. Жуковой за научные консультации, просмотр рукописи и ценные замечания.
Ботаническая и биологическая характеристика гороха
Листочки продолговатые, яйцевидные до почти округлых, цельнокрайние, пильчатые, зубчатые, или городчатые. Прилистники листовидные, полустебле- объемлющие, обычно крупнее листочков (за редким исключением), зубчатые, глубоко надрезанные, или городчатые. Цветок зигоморфный. Цветонос пазушный. Соцветие - 2 цветковая реже 3-12 цветковая кисть или цветок одиночный. Окраска цветка у Pisum sativum L. - белая и красно-фиолетовая различных оттенков у P. arvense L. Венчик цветка из 5 лепестков: паруса, двух крыльев и сросшихся лепестков в виде лодочки. Внутри лодочки десять тычинок с пыльниками, девять из них сросшиеся своими нитями, образуют лоточек (трубку), а десятая (верхняя) свободная или сросшаяся в середине; вверху тычинки слабо рассечены. Между тычинками помещается пестик, состоящий из завязи, от которой отходит длинный столбик, заканчивающийся рыльцем. Завязь почти сидячая, в ней образуются до 10-12 семяпочек, имеющих вид маленьких бугорков.
Горох - самоопылитель, хотя в отдельных случаях не исключена возможность перекрестного опыления. Плод - боб, двухстворчатый, по форме чаще прямой или слабоизогнутый. Число семян в бобе, в зависимости от сорта и внешних условий, составляет от 2-3 до 9-10. Форма и окраска семян у подвидов и сортов различная.
Масса 1000 семян гороха колеблется в широких пределах - от 35 до 400 г. Рубчик на семени округлый или овальный, окруженный желобком. Окраска его черная, бурая, буро-коричневая или светлая, лишенная пигмента. У современных неосыпающихся сортов рубчик отсутствует и на его месте хорошо развитая семяножка, которая прочно прикрепляется к шву створок боба.
Оба подвида делятся на группы: лущильную и сахарную. Лущильный горох характеризуется наличием в стенках бобов кожистого слоя, пергамента, лишающего возможности использовать бобы в пищу. Сахарный горох не имеет в створках бобов пергаментного слоя, недозрелые бобы отличаются нежностью, сочностью, приятными вкусовыми свойствами и могут использоваться для продовольствия.
По биологическим особенностям горох относится к холодостойким, сравнительно малотребовательным к теплу растениям. Семена начинают прорастать при температуре 1-2С (мозговые и сахарные при 4-6С), однако, по данным В.Н. Степанова (1948), биологический минимум температуры появления жизнеспособных всходов не ниже 4-5 С. Многие авторы, проводившие исследования в европейской части России (Панина, 1965; Иванова-Зубкова, 1965; Бадина, 1974), отмечают, что от посева до всходов гороху требуется довольно постоянная сумма положительных температур в пределах 120-145С. Всходы способны в ряде случаев выдерживать морозы до 8-12С. По мнению ряда исследователей (Grant, 1967; Шевелуха, 1973; Красавцев, 1974; Батыгин, 1986) основой устойчивости высших растений к высоким и низким температурам являются физиологические процессы. Стадию яровизации горох проходит при температуре 2- 8С в течение 10-20 суток. Благоприятные температурные условия для этой стадии складываются при раннем севе. Вегетационный период колеблется от 70 до 140 суток, в зависимости от сорта и условий.
Горох принадлежит к светолюбивым растениям длинного дня. В северных широтах значительно ускоряет свое развитие. Для прорастания семена поглощают воды около 110% своего веса. Большие требования к влаге горох предъявляет в период до цветения. В этот период он малотребователен к теплу, между тем как от начала цветения до созревания более благоприятной для него бывает ясная, теплая погода без длительных дождей и суховеев ( Макашева, 1973).
Горох - культура высокоплодородных " пшеничных" почв. Хорошо удается на черноземах средней связности, достаточно влажных и богатых известью. Плохо растет на плотных, тяжелых почвах, а также на легких песчаных. С последними лучше мирится горох полевой.
Опыты научных учреждений и практика передовых хозяйств показывают, что высокие урожаи гороха можно получить на различных почвах. Очень плохо удается горох на солонцеватых почвах, на заболоченных с близким уровнем грунтовых вод (ближе 60 - 80 см). Благоприятная кислотность почвы близкая к нейтральной (рН=6-7) (Методические рекомендации, 1976).
В засушливых условиях горох лучше возделывать на пониженных местах, на северных склонах, где он меньше страдает от засухи. В северных же районах его предпочтительно сеять на более возвышенных местах с легкой почвой. Самым страшным врагом гороха является гороховая зерновка - Brushus pisorum L., которая наносит ему сильные повреждения особенно в южных областях. В Сибири она имеет меньшее распространение, уступая первенство гороховой тле (Acyrthosiphon pisi Kalt.) (Федотов, 1960).
В севооборотах лучшее место для гороха - после озимых или пропашных культур (картофель, кукуруза, просо при широкорядном посеве, сахарная свекла и др.), под которые вносили удобрение. Скороспелые сорта гороха широко используют в качестве парозанимающей культуры под озимые хлеба. В Сибири горох может использоваться в качестве альтернативы чистому пару и под яровые зерновые культуры (Исаев, 1994; Неклюдов, 1980) .
В увлажненных и тепло обеспеченных районах (Северный Кавказ, Закавказье) горох можно возделывать как пожнивную культуру. Осенне-зимние посевы гороха хорошо удаются в Закавказье и республиках Средней Азии с мягкими зимами. Повторные посевы гороха на одном месте могут привести к снижению урожаев его в следствие "горохоутомления" почвы. Горох - хороший предшественник не только озимых, но и кукурузы, яровых зерновых и технических культур. Положительное последствие гороха сказывается в течение 1-2 лет, а иногда и 4 года за счет фиксации и накопления атмосферного азота (Середа, 1962; Никишина, 1968; Посыпанов, 1974).
Горох способен усваивать труднорастворимые соединения фосфора. Хорошим удобрением под горох является фосфоритная мука.
Система обработки почвы под горох существенно не отличается от обработки ее под ранние яровые хлеба. Лучшие результаты дает подготовка выровненной зяби по типу полупара. Горох чувствителен к уплотнению почвы, поэтому под него следует вести обработку каждый раз на разную глубину, избегать лишних проходов и лучше всего использовать комбинированные почвообрабатывающие агрегаты. Результаты производственных и научных исследований подтверждают превосходство ранней, хорошо выровненной с осени зяби (Михай- ленко, 1971).
Для гороха предпочтительны ранние сроки сева. Такие посевы меньше повреждаются мучнистой росой и тлей и не так страдают от засухи. Сеют горох сплошным рядовым способом или узкорядным (7,5см). Норма высева его при сплошном рядовом или узкорядном посеве устанавливается в зависимости от крупности семян, агротехнических и почвенно-климатических условий (примерно от 0,8 до 1,5 млн. всхожих семян на гектар). Нормальная глубина заделки семян 6-8 см, на легких почвах при посеве в пересохшую почву глубину посева можно увеличить до 10 см. Одновременно с посевом или сразу же после него поле необходимо прикатать кольчатыми или рубчатыми катками. В случае образования корки и появления сорняков полезной мерой ухода является боронование (лучше ротационными боронами). Бороновать лучше в дневные часы, по всходам, когда они не так хрупки и меньше ломаются. Современные сорта гороха созревают достаточно дружно, что облегчает уборку и позволяет проводить ее напрямую.
Климатические особенности лесостепной и степной зоны Новосибирской и смежных областей Западной Сибири
В эксперимент было включено два морфотипа — традиционный (листочко- вый) и усатый. Сорта листочкового морфотипа отличаются индтерминантным типом роста стебля, высокой степенью полегаемости. В отличии от традиционного морфотипа сорта гороха с усатым типом листа характеризуются наличием усов, позволяющих зацепиться за любую опору, в том числе и за соседнее растение, что обеспечивает достаточную устойчивость к полеганию и пригодность к уборке прямым комбайнированием, детерминантным типом роста стебля и короткостебельностью.
Продолжительность вегетационного периода в целом и каждой отдельной фазы развития растений гороха напрямую зависит от сортовых особенностей и условий произрастания таких как свет, температура, продолжительность светового дня и элементов питания (Омельянюк, 1997, 1998). Однако отметим, что на продуктивность сорта влияет не общая продолжительность вегетационного периода, а длина отдельных его фаз. Продолжительность вегетационного периода - признак, имеющий основное значение при определении пригодности сортов для возделывания в тех или иных климатических условиях. Поэтому изучению этого признака уделяется внимание многих отечественных и зарубежных ученых (В.Х. Хангильдин и В.В. Хангильдин, 1967,1969,1975,1979; S. Singh et al., 1980,1982; Dafiya et al.,1978).
Разнообразие типов наследования продолжительности вегетационного периода обусловлено сложностью самого признака, полигенным его характером и не менее сложным взаимодействием генотипа с условиями выращивания (Юданов, 1962; Бородкин, 1968; Морозова, 1968; Голбан, 1968; Адамова, 1971;
Ветрова, 1976; Макашева, 1990). Взаимодействие же в целом зависит как от особенностей культуры так и от сортовой специфики.
В нашем опыте в среднем по группе морфотипов продолжительность вегетационного период не превышала 80 суток. В 2003 году в условиях дефицита влаги и повышенном температурном режиме произошло сокращение продолжительности вегетационного периода на 10-15 суток по сравнению с 2000 годом за счет уменьшения продолжительности цветения и созревания. Так в благоприятный по обеспечению осадками 2000 год продолжительность вегетационного периода у листочкового стандарта Новосибирец составила 78 суток против 62 суток в 2003 году. Различие по продолжительности вегетационного периода между сортам листочкового и усатого морфотипа составило до 16 суток, что в свою очередь не сказалось на различие по продуктивности сортов. Так если у стандартного сорта Новосибирец продолжительность вегетационного периода составила 78 суток и семенная продуктивность 122 г/м , то у усатого сорта Норд период вегетации длился 69 суток и урожай 135 г/м2. В 2000 году основная часть изучаемых сортов была представлена растениями с традиционным листочковым морфотипом, в остальные годы исследований соотношение листочкового и усатого морфотипов было примерно равным. В условиях достаточного увлажнения 2001 года продолжительность вегетации составила 77-78 суток незначительно варьируя по группам морфотипов (1-2 суток). По семенной продуктивности усатые сорта превосходили листочковые в среднем на 153 г/м2. У стандарта Новосибирец вегетационный период составил 77 суток, семенная п одуктивность 347 г/м , у сорта Норд - соответственно 78 суток при семенной продуктивности 475 г/м . У листочкового сорта Флагман-5 период вегетации был на уровне стандарта, а урожайность составила 500 г/м2, что на г/м больше чем у стандарта. Такая же закономерность наблюдается и по другим сортам.
Погодные условия 2002 года отличались значительной вариабельностью, продолжительность вегетации составила 80 суток у стандартного листочкового сорта и колебалась в пределах 2-4 суток у изучаемых сортов. Существенных различий между изучаемыми морфотипами по длине вегетационного периода не наблюдалось. Так у сорта Норд период вегетации составил 79 суток, у сорта Усач- 78, у сорта Батрак -79 суток. Усатый стандарт Буян - 78 суток. По семенной продуктивности различия были более существенны. Урожай стандартного листочкового сорта Новосибирец составил 192 г/м , у сортов усатого мор- фотипа прибавка урожая достигала 178 г/м (сорт Норд). За период проведения исследований самый короткий вегетационный период был у сортов листочкового морфотипа Comet (Голландия) и Cicero (Германия) и составил в среднем за годы изучения 62,7 и 61,2 суток соответственно (таблица 5). Comet, Cicero, Орлан, Дударь, Первоцвет, Флагман. Из сортов с усатым морфотипом следует отметить: Батрак, Усач, Норд и Гусар. Все они относительно стабильны по данному признаку за годы исследований, значительно скороспелее стандарта (на 3-5 суток) и вполне соответствуют климатическим условиям Новосибирской области.
Учитывая многостороннее использование гороха, длина стебля является одним из важных количественных признаков в селекционной работе. Эксперименты показали, что он имеет очень сложный характер наследования. Наследование стебля определенного размера и, типа контролируется целым рядом генов, расположенных в 7 группах сцепления (Макашева, 1973, Хангильдин, 1975). Уровень семенной продуктивности растений гороха в какой-то мере зависит от длины стебля растения, которая слагается из числа непродуктивных, продуктивных узлов и длины междоузлий. Длину стебля контролирует довольно большое количество генов - насчитывается около двадцати (Дмитриева, 1993, 1994; Омельянюк, 1997, 1998). Длина стебля - один из важнейших морфологических признаков, определяющий технологичность сорта гороха зернового направления.
Эксперименты показали, что он имеет очень сложный характер наследования. Однако, несмотря на большое число аллелей, контролирующих общую длину стебля, при скрещивании длинностебельных растений (длинные междоузлия) с короткостебельными (укороченные междоузлия) обычно наблюдается доминирование длинностебельности и выщепление короткостебельных форм во втором поколении (Weber, 1976; Макашева, 1979).
Б.И. Хмелевым и А.М. Разводовским (1984) получены данные, свидетельствующие о доминировании высокорослости, причем уровень развития признаков существенно меняется в зависимости от особенностей родительских форм. Так же ими был отмечен резко выраженный, гетерозис при скрещивании низкорослого со среднерослыми сортами и низкий - при скрещивании средне рослых с высокорослыми. Р.Р Асфандиярова (1979), В.А. Рыбникова (1982) делают вывод, что в контролировании этого признака главным является свердомини- рование.
Продолжительность вегетационного периода
В 2003 году сохранилась такая же закономерность: Норд - 195 г, Омский-9 - 169 г. Также в этом году сорт Батрак приблизился по значению данного признака к Норду (192 г). В среднем же за 2002-2003 годы значение признака у родительских форм было примерно на одном уровне и составило 179 и 182 г соответственно.
По семенной продуктивности в 2002 году лучшими были сорта: Таловец-60 (4,3), Норд (4,1) и Алматинский-573 (3,6 г/раст.). Ситуация в 2003 году не изменилась и данная группа сортов по-прежнему выгодно отличалась от остальных. В условиях года так же выделился сорт Батрак (2,9 г/раст.). По элементам структуры урожая среди родительских форм был проведен корреляционный анализ, который выявил следующее: в 2002 году отмечена тесная положительная корреляция между признаками "число плодовых узлов - семенная продуктивность" (г=0,92), "высота растения - число плодовых узлов" (г=0,62), "масса 1000 семян - семенная продуктивность" (г=0,43), "число плодовых узлов - число бобов" (1 0,39); чуть менее тесной корреляция была между признаками "высота растения - семенная продуктивность" (г=0,36), "число плодовых узлов- масса 1000 семян" (г=0,32), "число бобов - семенная продуктивность" (г=0,29), "высота растения - число бобов" (г=0,20). Существенная отрицательная корреляция отмечена между признаками: "число бобов - масса 1000 семян" (г= -0,43) и незначительная отрицательная связь между "высотой растения и массой 1000 семян" (г= -0,14). В засушливом 2003 году, самая тесная корреляция отмечена между признаками "число бобов - масса 1000 семян" (г=0,71), " масса 1000 семян -семенная продуктивность" (г=0,55), " число плодовых узлов - число бобов" (г=0,47), "число бобов- масса 1000 семян " (г=0,35), "число бобов - семенная продуктивность" (1=0,37), корреляции между высотой растения и семенной продуктивностью, а так же числом плодовых узлов и семенной продуктивностью были одинаковыми (г=0,13). Выявлена значительная отрицательная корреляция между признаками "высота растения - число бобов" (г= -0,51), "высота растения- масса 1000 семян " (г= -0,38) и незначительная между высотой растения и числом плодовых узлов (г= -0,17).
Изучаемые гибридные популяции по структурным элементам отличались от родительских форм и друг от друга значительной вариабельностью признаков. Высота растений у гибридов первого и второго поколений существенно разнилась в связи с несхожими условиями вегетации. В благоприятном 2002 году гибриды Б1 имели довольно высокорослые растения (среднее по комбинациям 121 см), сильно разнящиеся между собой. Так максимальное значение (145 см) отмечено в популяциях Норд х Алматинский-573, Новосибирец х Таловец-60, для сравнения высота родительских растений в том же году была 120 у Алма- тинский-573 и 140 см у сортов Норд, Таловец-60, Новосибирец. Минимальное значение признака зафиксировано у комбинации Норд х Батрак (90 см). Так же следует выделить комбинации Норд х Таловец-60, Норд х Орлан, (105 см). В остальных случаях гибриды находились в пределах от 110 (Норд х Дударь) до 135 см (Омский-9 х Орлан).
Засушливые условия вегетации 2003 года не могли не сказаться на выраженности данного признака у гибридных потомств. Высота стеблестоя у отдельных комбинаций уменьшилась почти вдвое. Среднее значение составило 67 см. Все исследуемые популяции уместились в рамки 60 - 75 см. Родительские формы так же находились на одном уровне (среднее по признаку - 63 см) по высоте растения, расхождение составило 5 см. В условиях года следует выделить комбинации Норд х Алматинский-573, Норд х Орлан, Омский-9 х Дударь, Новосибирец х Таловец-60. Высота стебля у них была 60 см.
По числу плодовых узлов среди гибридов среднее значение признака составило 2,6 плодовых узла на растение. Расхождение в гибридных популяциях было в пределах 2,0 шт. Наибольшим числом плодовых узлов характеризовались гибридные комбинации: Норд х Таловец-60 (4,0), Норд х Батрак (3,5), Омский- 9 х Алматинский (3,0), Новосибирец х Алматинский-573 и Новосибирец х Дударь (3,0 плодовых узла на растение). В оставшихся популяциях число плодовых узлов не превышало 2,0 шт. В 2003 году гибриды Р2 имели меньшую выраженность признака. Среднее значение составило 1,9 шт. Наибольшее число плодовых узлов отмечено в гибридной популяции Норд х Таловец-60 (3,0), такое же как и у родительских форм. Максимально приблизились к данному показателю комбинации Норд х Батрак и Новосибирец х Дударь (2,5).
Анализируя данные эксперимента по числу бобов с растения так же приходится констатировать, что гибриды первого поколения в 2003 году имели более выгодное положение в связи с благоприятными климатическими условиями. Среднее число бобов в 2002 году было 4,7 против 3,1 шт. в 2003 году. Внутри гибридных популяций наблюдалось сильные различия между комбинациями. В 2002 году внутри гибридных популяций наблюдались более существенные различия по выраженности признака. Больше всего бобов на растении было у гибрида с участием тестера Норд (Норд х Таловец-60) - 8,0 шт. Для сравнения у родителей число бобов составило 4,0 у Норда и 5,0 уТаловец-60. Следующими по значению были комбинации Норд х Батрак, Омский-9 х Алматинский-573, Новосибирец х Дударь (6,0), Новосибирец х Алматинский-573 (5,5). Остальные комбинации имели по 2-3 боба на растении. В 2003 г. отмеченные в предыдущем году комбинации сохранили свои лидирующие позиции, правда, с менее результативными показателями: комбинация Норд х Таловец-60 дала на половину меньше бобов, у комбинаций Норд х Батрак и Омский-9 х Алматинский- 573 число бобов уменьшилось на 2. Комбинация Новосибирец х Дударь имела в меньшей степени изменения по числу бобов, их количество уменьшилось всего лишь на один боб. Так же незначительно уменьшилось число бобов в комбинации Новосибирец х Алматинский-573 с 5,5 в 2002 году до 4,0 шт в 2003 году.
Следующий немаловажный признак, на который мы обратили внимание в своих исследованиях — масса 1000 зерен. Все исходные формы и их гибридные потомства, вовлеченные в эксперимент, характеризовались довольно широкой вариабельностью данного признака. Однако, поскольку в современной селекции гороха отдается предпочтение мелкосемянным сортам, наши гибридные комбинации мы стремились характеризовать именно с этой точки зрения. В 2002 году среднее значение признака среди гибридов первого поколения составило 202, а в 2003 году - 169 г. Внутри изучаемых гибридных комбинаций первого поколения минимальное значение признака отмечено у комбинаций с участием тестеров Омский-9 и Новосибирец, Норд. Комбинация Омский-9 х Дударь выгодно отличалась по массе 1000 зерен (157 г), приблизился к этому показателю и гибрид Новосибирец х Орлан (160 г), остальные выделившиеся комбинации находились примерно на одном уровне: Новосибирец х Дударь (174), Новосибирец х Алматинский-573 и Норд х Дударь (178), Омский-9 х Орлан (185 г).
Селекционно-генетическая оценка сортов и их гибридов по основным хозяйственно-ценным признакам
Комбинации Норд х Таловец-60 (25,4 / 36%), Новосибирец х Батрак (16,2 / 46,3%), Новосибирец х Таловец-60 (24,0 / 27,9%), Омсикий-9 х Батрак (5,0 / 29,4%) и Омский-9 х таловец-60 (11,8 / 49,7%) явно превосходили остальные гибриды по этому признаку. По высоте растения следует отметить комбинации: Норд х Батрак (1,0 / 29,4%), Норд х Алматинский-573 (1,5 / 1 Г,5%), Омский-9 х Алматинский-573 (1,0 / 7,7%), Новосибирец х Таловец-60 (0,7 / 3,6%). Среди гибридов, имевших превосходство по числу плодовых узлов выделяются популяции Норд х Таловец-60 (1,0 / 17,6%), Норд х Батрак (2,7 / 45,8%), Новосибирец х Дударь (2,5 / 50,0%), Новосибирец х Орлан (1,3 / 25,0%), Новосибирец х Алматинский-573 (0,5 / 10,0%); которые также выгодно отличались от остальных и по числу бобов на растении (см. таблицу 16). По семенной продуктивности вышеперечисленные популяции так же отличались от остальных: Норд х Таловец-60 (5,0 / 23,8%), Норд х Батрак (2,5 / 33,3%), Омский-9 х Алматинский- 573 (1,6 / 15,1%), Новосибирец х Алматинский-573 (1,5 / 30,0%), Новосибирец х Орлан (5,5 / 42,3%), Новосибирец х Дударь (14,0 / 57,7%).
Таким образом экспериментально установлено, что наибольшее количество вы- сокогетерозисных гибридов получается в том случае, когда материнской формой являются сорта Таловец-60, Батрак и Алматинский-573, а в качестве отцовской формы выступает сорт Норд.
Современные статистические методы оценки полевых опытов охватывают довольно большое число селектируемых признаков и являются предпосылкой для рационального подбора родительских пар для скрещивания и примерного прогнозирования эффективности селекции. Наиболее важное значение для этих целей имеет коэффициент наследуемости (И2). Известно несколько методов вычисления коэффициента наследуемости, из которых наибольшую известность получили способы определения Ь при помощи коэффициента корреляции или коэффициента регрессии между фенотипами родственных групп (Доспехов, 1975).
Наши исследования показали, что коэффициенты наследуемости в гибридных популяциях второго поколения характеризуются различными величинами.
В целом большими показателями Ь отличались популяции с участием тестера Новосибирец, несколько ниже - с тестерами Норд и Омский-9. При детальном анализе по изучаемым признакам выявлено, что по высоте растения растений в среднем коэффициенты наследуемости по изучаемым комбинациям отличались достаточной выравненностью, и только комбинации Норд х Дударь (0,70), Ом- ский-9 х Таловец-60 (0,80) и Новосибирец х Дударь (0,84) выделялись на фоне остальных.
Признак число плодовых узлов в гибридных популяциях был более вариабельным по показателям наследуемости. По среднему значению, комбинации с тестером Новосибирец превосходили другие гибриды. Отметим комбинации: Новосибирец х Орлан (0,89), Новосибирец х Дударь (0,94). Из популяций с тестером Норд выделилась комбинация Норд х Алматинский-573 (0,90) и комбинация Омский-9 х Батрак (0,80) - из группы гибридов с тестером Омский-9. По числу бобов популяции с тестером Норд показали лучшие показатели наследуемости (в среднем 0,62), отмечены комбинации Норд х Таловец-60 (0,74) и Норд х Алматинский-573 (0,76). В остальных гибридных популяциях значения коэффициента наследуемости было следующим: комбинации с тестером Омский-9 характеризовались несколько большими показателями (среднее 0,47) нежели гибриды, полученные при участии тестера Новосибирец (среднее 0,25).
По количеству бобов на растении наблюдается закономерность, что популяции с участием тестера Норд несколько превосходят остальных по показателям наследуемости, несколько ниже эти показатели у гибридов в популяциях с тестерами Омский-9 и Новосибирец. Так средний показатель наследуемости по числу бобов в популяциях с Нордом составил 0,62, выделились комбинации: Норд х Таловец-60 (0,74) и Норд х Алматинский-573 (0,36). Гибриды второго поколения с участием тестера Омский-9 имели средний коэффициент наследуемости 0,47 при лучших показателях у комбинаций Омский-9 х Батрак (0,62) и Омский-9 х Дударь (0,57). Меньшим показателем наследуемости (0,25) отличились гибриды с участием тестера Новосибирец, из числа которых можно выделить Новосибирец х Дударь (0,36) и Новосибирец х Таловец-60 (0,28).
Признак масса 1000 зерен, по показателям наследуемости, наоборот обнаружил превосходство гибридных популяций при создании которых использовались тестеры Новосибирец и Омский-9, и затем уже шли популяции с тестером Норд. Наиболее значимыми были показатели наследуемости в комбинациях Новосибирец х Орлан (0,84), Омский-9 х Дударь (0,68), Омский-9 х Алматин- ский-573 (0,66) и Норд х Алматински-573 (0,50), Норд х Дударь (0,48), Норд х Таловец-60 (0,46).
И, наконец последний признак по которому мы определяли показатель наследуемости - семенная продуктивность, по данному признаку отмечено примерно равные показатели наследуемости у гибридных популяций с участием тестера Новосибирец (среднее 0,73) и с тестером Норд (среднее 0,76). Особо следует отметить комбинации: Новосибирец х Дударь (0,89), Новосибирец х Батрак (0,82), Норд х Орлан (0,90), Норд х Таловец-60 (0,82) и Норд х Алма- тинский-573 (0,81).
Популяции с участием тестера Омский-9 характеризовались небольшими показателями наследуемости (среднее 0,28) из которых отмечены Омский-9 х Дударь (0,52) и Омский-9 х Орлан (0,51).
