Содержание к диссертации
Введение
1 Современное состояние селекции тритикале (обзор литературы) 8
1.1 Тритикале – культура многоцелевого назначения 8
1.2 Основные направления селекции озимой тритикале
1.2.1 Селекция на создание экологически пластичных сортов 13
1.2.2 Селекция на повышение адаптивности к условиям выращивания 17
1.2.3 Селекция на улучшение качества зерна 19
1.2.4 Регулирование послеуборочного дозревания семян
1.3 Достижения в селекции озимой тритикале 25
1.4 Современные подходы к созданию модели сорта 30
2 Объект, методика и условия проведения исследований 33
2.1 Объект исследования 33
2.2 Методика проведения исследований 34
2.3 Условия проведения исследований
2.3.1 Почвенно-климатические условия региона 35
2.3.2 Почвенные условия места проведения исследований 37
2.3.3 Погодные условия 37
2.4 Технология выращивания озимой тритикале в опыте 41
3 Морфо-биологическая оценка сортов озимой тритикале 42
3.1 Морфологические особенности изучаемых сортов 42
3.2 Высота растений и их устойчивость к полеганию 46
3.3 Зимостойкость сортов 47
3.4 Вегетационный период 52
4 Сравнительная продуктивность сортов озимой тритикале 54
4.1 Урожайность 54
4.2 Структура урожайности 57
4.3 Качество зерна 64
4.4 Оценка экологической пластичности 66
5 Формирование посевных качеств семян сортов озимой тритикале 70
5.1 Динамика изменения влажности в период созревания 70
5.2 Всхожесть семян в период созревания 76
5.3 Динамика изменения всхожести в период их послеуборочного дозревания 77
6 Модель сорта озимой тритикале, адаптированного к условиям среднего предуралья 84
6.1 Анализ корреляционных связей количественных признаков 84
6.2 Параметры модели перспективного сорта озимой тритикале 90
Заключение 94
Список литературы
- Селекция на создание экологически пластичных сортов
- Достижения в селекции озимой тритикале
- Почвенно-климатические условия региона
- Оценка экологической пластичности
Введение к работе
Актуальность исследований. Тритикале - культура, синтезированная человеком в XIX-XX вв. (Пономарёв С. Н., 2009). Большой интерес к культуре озимой тритикале вызван ее возможностями давать высокие урожаи в различных условиях произрастания, там где озимая пшеница плохо перезимовывает. Новые сорта озимой тритикале отличаются повышенной зимостойкостью, засухоустойчивостью, устойчивостью к наиболее опасным болезням, и самое главное обладают высоким потенциалом урожайности, повышенным содержанием биологически полноценного белка, что определяет высокие кормовые достоинства и пищевую ценность этой культуры (Ковтуненко В. Я. 2004; Гриб С. И., 2010; Грабовец А. И., 2014). Опыт использования сортов озимой тритикале в Удмуртской Республике показал перспективность данной культуры при выращивании на зеленый корм и зерно (Бабайцева Т. А. 2002А). Однако значительное расширение площадей под озимой тритикале ограничивается недостаточным набором сортов, адаптированных к условиям произрастания в Среднем Предуралье. Для ведения селекционной работы, направленной на выведение сортов для условий региона, необходим тщательный подбор исходного материала и его всестороннее изучение.
Степень разработанности. Изучению озимой тритикале в условиях Среднего Предуралья посвящены работы Е. В. Собенникова, Г. Я. Петрова, И. Ш. Фатыхова, Т. А. Бабайцевой, О. С. Тихоновой, А. П. Емельяновой, Л. А. Толкановой, С. И. Коконова, Н. И. Лещенко, С. Л. Елисеева, И. В. Батуевой, Волошина В. А., Майсак Г. П. и др. В них рассматривались вопросы биологии, элементов технологии возделывания, селекции. Однако вопросам глубокого изучения селекционного материала уделено недостаточно внимания.
В настоящее время селекционная работа с озимой тритикале в Среднем Предуралье ведется небольшими объемами. Отсутствует модель сорта, адаптированного к условиям региона, недостаточно данных по изучению исходного материала. Были проведены исследования на уровне формирования урожайности и ее структуры, но нет информации об экологической пластичности сортов, продолжительности послеуборочного дозревания семян, недостаточно изучено взаимовлияние количественных признаков, слагающих урожайность.
Цели и задачи. Цель - оценка исходного материала по комплексу биологических и хозяйственно ценных признаков и свойств для селекции конкурентоспособных сортов озимой тритикале, адаптированных к условиям Среднего Предуралья.
Для достижения намеченной цели были определены следующие задачи:
дать комплексную оценку коллекционному материалу озимой тритикале различного эколого-географического происхождения и выявить источники хозяйственно-ценных признаков;
оценить экологическую пластичность сортов по урожайности, зимостойкости и крупности зерна;
дать оценку сортам озимой тритикале по продолжительности послеуборочного дозревания;
разработать модель высокопродуктивного сорта озимой тритикале, адаптированного к условиям Среднего Предуралья.
Научная новизна. В условиях Среднего Предуралья проведена комплексная оценка сортов озимой тритикале различного эколого-географического происхождения по хозяйственно-биологическим признакам и свойствам применительно к задачам селекции. В результате многолетней проработки селекционного материала были выявлены источники стабильной зимостойкости, которые рекомендованы для дальнейшей селекционной работы. Установлены закономерности формирования качества семян различных сортов озимой тритикале в процессе созревания, определена продолжительность периода послеуборочного дозревания семян сортов озимой тритикале. Для изучения образцов озимой тритикале показаны степень влияния генотипа и условий года на проявление основных морфо-биологических признаков в условиях Среднего Предуралья. На основании проведенных исследований разработана модель высокопродуктивного сорта.
Теоретическая и практическая значимость. В результате многолетних исследований выявлены наиболее адаптированные к местным условиям образцы исходного материла озимой тритикале, представляющие для дальнейшей селекционной работы. Изучение формирования качества семян в процессе их созревания позволило разделить сорта на группы по продолжительности послеуборочного дозревания. На основании этого установлена возможность использования для посева свежеубранных семян. Разработанная модель сорта позволит определить путь дальнейшего развития селекции озимой тритикале в условиях Среднего Предуралья.
Исследования по изучению исходного материала озимой тритикале входили в план научно-исследовательской работы ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА (государственная регистрация № 01201051318).
Методология и методы исследования. Методология проведенных исследований включала общенаучные и теоретические методы - аналогия, сравнение, анализ, синтез, обобщение, моделирование, которые были использованы как при работе с научными публикациями, так и с опытными данными. А также эмпирические методы - полевой и лабораторные эксперименты, наблюдение, измерение, описание.
Положения, выносимые на защиту:
-
Вклад генотипической изменчивости, условий внешней среды и их взаимодействия в формирование продуктивности тритикале.
-
Оценка экологической изменчивости и пластичности сортов по хозяйственно-ценным признакам.
-
Закономерности формирования качества семян сортов в процессе их созревания.
-
Источники селекционно-ценных признаков и свойств для селекции сортов озимой тритикале, адаптированных к условиям Среднего Предуралья.
-
Модель сорта озимой тритикале зернофуражного назначения, адаптированного к условиям Среднего Предуралья.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность исследований подтверждается использованием во время выполнения научно-исследовательской работы общепринятых методик, ГОСТов, математической обработки экспериментальных данных, что позволяет считать их достоверными, а выводы и рекомендации для практических целей – обоснованными.
Материалы диссертации были представлены на Всероссийских и Межрегиональных научно-практических конференциях ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА в 2010-2015 гг., на IV Республиканском конкурсе инновационных проектов по программе «УМНИК», на молодежном форуме ПФО iВолга 2013, ежегодно результаты исследований были заслушаны на заседаниях кафедры растениеводства ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА (2010-2015 гг.).
Основные положения и материалы диссертации опубликованы в 6 научных работах, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
В диссертации использованы материалы, полученные в 2010-2015 гг. лично автором, а также данные исследований, проведенные при его непосредственном участии.
Селекция на создание экологически пластичных сортов
Достижением генетики и селекции нашего века стало создание человеком неизвестной ранее в природе зернокормовой культуры – тритикале, выведенной в результате скрещивания пшеницы и ржи (Крылов С. В., 1998). Наименование Triticale произошло из первой части слова Triticum (пшеница) и второй части слова Secale (рожь). Тритикале это пшенично-ржаной гибрид, относящийся к амфидиплоидам (Растениеводство, 1997). Этот новый вид совместил в одном растении ценные качества двух культур (высокая зимостойкость, нетребовательность к условиям произрастания и хорошее качество зерна, устойчивость к листостебельным заболеваниям). С эволюционной точки зрения пшенично-ржаные амфидиплоиды являются очень молодыми растительными формами, которые пока имеют целый ряд недостатков (высокая череззерница, плохая вымолачиваемость зерна, низкое качество муки и др.) (Сечняк Л. К., 1984; Пономарев С. Н., 2011; Рубец В. С., 2014). Тритикале усиленно изучается во многих странах мира (в том числе и в России), так как предполагается, что она должна стать очень важной зерновой и кормовой культурой будущего. При высоких интенсивных агротехнологиях эта культура может давать высокую урожайность зерна и зеленой массы (Коло-мейченко В. В., 2007; Орсик Л. С., 2007; Перспективное…, 2007; Касынки-на О. М., 2013).
Нeсмотря на свою филогенетическую молодость, тритикале уже начала теснить другие культуры в объеме посевных площадей. Мировые площади под тритикале составляют 3,9 млн га и имеют тенденцию к постоянному росту (ФАО статистика…[Электронный ресурс]). Лидером по возделыванию тритикале является Польша, где под нее отводят 840 тыс. га, или 9,6 % всех посевов зерновых культур. Среди стран ближнего зарубежья первое место по площадям тритикале занимает Беларусь, где она высевается на площади более 350 тыс. га, или на 15-17 % посевной площади. Наибольшая урожайность озимой тритикале достигнута в Болгарии – 116 ц/га, Италии – 110 ц/га, Ирландии – 107 ц/га, Германии – 92 ц/га, Швеции – 86 ц/га, Польше – 85 ц/га, в Беларуси – 99 ц/га (Пономарев С. Н., 2009). В России в последние три года (2012-2014 гг.) тритикале была посеяна на площади 201 – 250 тыс. га (Посевные площади…, 2013, 2014, 2015). Наибольшие ее площади сосредоточены в Белгородской, Пензенской, Волгоградской, Ростовской областях, Республике Башкортостан.
В перспективе, по мнению А. И. Грабовец (2006), тритикале должна будет занимать не менее 10 % в структуре зерновых культур в южных местностях и до 15 % – в более северных регионах.
Тритикале – культура с хорошими кормовыми достоинствами. По содержанию обменной энергии тритикале превосходит пшеницу и рожь в среднем на 14 и 23 % (Лаптев Ю.П., 1992), сырого протеина – 4-5 %, сырого жира – 0,4 и 0,2 %, лизина – 0,08 % (Комаров Н. М., 2004; Трунов Н. П., 2000). В зерне тритикале содержание белка на 1,2 % выше, чем в зерне ржи, и на 1,5-2,6 %, чем в пшенице (Сухова О. В., 2012; Мухаметов Э. М., 1996; Федоров А. К., 1997; Филимонов М. С., 1983; Lebscok K. L., 1974).
Зоотехническими опытами доказано, что в качестве источника энергии для животных пшеницу, ячмень, кукурузу, зерновое сорго успешно можно заменить тритикале (Майсак Г. И., 2011). Установлено, что замена до 40 % зерна других культур в обычных комбикормах на зерно тритикале увеличивает среднесуточные привесы свиней на откорме до 30 % (Ткаченко И. В., 2008). Использование тритикале на корм молочному скоту в виде зеленой массы увеличивает надои молока на 12-14 %, содержание жира в молоке на 0,2-0,3 %, привесов молодняка крупного рогатого скота на 15-17 % в сравнении с кормлением зеленой массы пшеницы (Лаптев Ю. П., 1992; Бороду-лин В. М., 1995; Комаров Н. М., 2002; Кочурко В. И., 2005; Иваненко А. С., 2011). Особую ценность представляют смешанные посевы озимой тритикале с другими озимыми культурами: викой, рапсом, пшеницей и рожью. Зеленая масса данных культур сбалансирована по белку и незаменимым аминокислотам и пригодна для скармливания животным, приготовления силоса, сенажа, гранул и брикетов (Раимнулов К., 1985). В одновидовых посевах озимой тритикале урожайность зеленой массы, по данным Н. И. Лещенко (2000), составила 195-265 ц/га, при выходе сухой массы 49-55 ц/га и кормовых единиц 39-47 ц/га. Исследованиями М. С. Баженова (2011А), С. И. Коконова (2010), было выявлено, что смешанные посевы с озимой тритикале превзошли однови-довые посевы как по урожайности, так и по питательности. По данным Н. И. Лещенко (2007), подобные посевы обеспечили увеличение в 1,2-1,4 раза по сравнению с одновидовыми выход переваримого протеина с 1 га.
Зерно тритикале также пригодно для хлебопечения, для получения крахмала, спирта, а также для приготовления пива (Preifer W. A., 1996; Зезин Н. Н., 2006; Грабовец А. И., 2012; Технология производства…, 2014). Выход крахмала из зерна тритикале всех сортов значительно превышает выход крахмала из наиболее крахмалистых сортов ржи и пшеницы и составляет 52,4-54,1%, что больше, чем из зерна ржи на 7,8 % (Грабовец А. И., 2012).
Солома тритикале используется на корм животным, подстилку скоту (Вавилов П. П., 1986). По мнению отдельных исследователей, эта культура может успешно заменить ячмень на юге страны и частично кукурузу в районах с ограниченной продолжительностью вегетационного периода и недостаточно высокой суммой активных суточных температур (Бабайце-ва Т. А., 2002А). Важную роль в повышении урожайности и качества озимой тритикале играют высокоурожайные сорта, приспособленные к данным условиям. На 2015 г. в Государственный реестр селекционных достижений включено и допущено к использованию по Волго-Вятскому региону 11 сортов озимой тритикале: Башкирская короткостебельная, Виктор, Вокализ, Зимогор, Ижевская 2 (кормовой), Консул, Корнет, Привада, Тальва 100, Торнадо (кормовой), Цекад 90 (Результаты государственного…, 2014). В условиях Удмуртской Республики средняя урожайность этих сортов Зимогор и Корнет за 2019-2014 гг. составила 39,4-45,5 ц/га (Результаты государственного…, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014). За годы конкурсного сортоиспытания озимой тритикале на опытном поле Ижевской ГСХА максимальная урожайность зерна сорта Ижевская 2 составила 74,9 ц/га, сухого вещества – 77,0 ц/га (Бабайцева Т. А., 2002А). Тем не менее, площади посева озимой тритикале в Удмуртской Республике пока незначительны. По данным Уд-муртстата, в 2009-2014 гг. площадь посева данной культуры составила 160-2295 га, урожайность 28,3-10,2 ц/га (Статистический бюллетень…, 2009; Посевные площади…, 2014).
Расширению площадей под озимой тритикале и повышению ее урожайности и качеству зерна может способствовать правильный подбор сортов, основанный на государственном сортоиспытании. Но сорта инорайонного происхождения имеют слабую адаптированность, что приводит к необходимости ведения селекционной работы.
Достижения в селекции озимой тритикале
Полевые опыты проводили в 2010-2015 гг. на опытном поле АО «Учхоз Июльское ИжГСХА» в экспериментальном севообороте кафедры растениеводства, лабораторные исследования – на кафедре растениеводства, межкафедральной аналитической лаборатории агрономического факультета ФГБОУ ВО Ижевская ГСХА, технологической лаборатории филиала ФГБОУ «Россельхозцентр» по Удмуртской Республике, аналитической лаборатории ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока им Н. В. Рудницкого».
Опыты полевые, однофакторные. Повторность четырехкратная. Размещение делянок систематическое, в 2 яруса. Общая площадь делянки 33 м2, учетная – 25 м2.
Опыты проводили в соответствии с требованиями методик опытного дела (Доспехов Б. А., 1985; Методика государственного…, 1985, 1989).
Анализ агрохимических свойств почвы опытных участков (Александрова Л. И., 1986; Практикум…, 2008): обменная кислотность (рНKCl) – потенцио-метрическим методом; гидролитическая кислотность (Нг) – по методу Каппена; сумма обменных оснований – по методу Каппена-Гильковица; гумус – по Тюрину.
Учет урожайности сплошной и пробными снопами для определения структуры биологической урожайности (Макарова В. М., 1995). Учет перезимовки осуществляли методом выкопки (Коновалов Ю. Б., 2008). Анализ качества семян: чистота – ГОСТ 12037-81; масса 1000 семян – ГОСТ 12042-80; энергия прорастания и лабораторная всхожесть – ГОСТ 12038-84; влажность – ГОСТ 12041-82. Определение азота и сырого протеина в зерне – ГОСТ 13496-93 (Практикум…, 2008). Определение качества зерна (Зерно…, 2001): натура зерна – ГОСТ 10840-64, клейковина – ГОСТ 13586.1-68, число падения – ГОСТ 27676-88. Содержание пентозанов определено в аналитической лаборатории ФГБНУ «НИИСХ Северо-Востока им. Н. В. Рудницкого». Морфологическое описание и оценку устойчивости к полеганию проводили согласно методике ВИР (Пополнение…, 1999).
Экологическую пластичность сортов озимой тритикале различного географического происхождения оценивали по методике, предлoженной S. A. Eberhart, W. A. Russel, изложенной Ю. С. Ларионовым (Оценка экологической…, 1993).
Дату наступления фаз созревания зерна устанавливали по его влажности. Изменение влажности зерна, энергии прорастания и лабораторной всхожести определяли в динамике от начала восковой до полной спелости зерна, отбор проб производили через каждые 3 дня. Продолжительность периода послеуборочного дозревания рассчитывали по количеству дней от момента установления начала твердой спелости (влажность зерна 18-20 %) до достижения семенами устойчивой всхожести (не менее 92 %). Временем окончания этого периода считали день закладки семян на проращивание, когда они достигли кондиционной всхожести.
Полученные данные обработаны методом дисперсионного, корреляционного и вариационного анализов (Доспехов Б. А., 1985) с помощью программы «Microsoft Office Excel 2007».
Территория Удмуртской Республики расположена на востоке Русской равнины в Среднем Предуралье. Среднее Предуралье входит в состав Среднерусской провинции южно-таежно-лесной зоны. Климат Удмуртской Республики умеренно-континентальный с продолжительной холодной многоснежной зимой и довольно жарким коротким летом, с хорошо выраженными переходными временами года – весной и осенью. Наиболее характерным для этих мест является движение масс воздуха умеренных широт. Большую часть года преобладают юго-западные ветры (Система ведения…, 1976;
Справочник агронома…, 1990; Ковриго В. П., 2004). Почвенный покров не однородный. В Удмуртской Республике в основном преобладают дерново подзолистые почвы и занимают 76,1 % пашни, дерново-карбонатные зани мают 8-14 %, светло-серые и серые лесные почвы – 10-14 %. Наиболее рас пространенными являются дерново-среднеподзолистые и дерново сильноподзолистые почвы. Преобладающая часть почвенного пoкрова отли чается высoкой кислотностью и низким содержанием подвижного фосфора (Ковриго В. П., 1964, 2002, 2004; Гаврилов К. А., 1983; Природные ресур сы…, 1995).
По климатическим условиям территория АО «Учхоз Июльское ИжГСХА» относится к южному, теплому, умеренно-влажному агроклиматическому району Удмуртской Республики. Среднегодовая многолетняя температура воздуха составляет 1,2 С, сумма активных температур (более 10 С) – 1700…1900С. Продолжительность вегетационного периода при среднесуточной температуре воздуха более 5 С составляет 159-161 день, а более 10 С – 125-135 дней. Безморозный период продолжается 110-124 дня. Устойчивый снежный покров образуется во второй декаде ноября и лежит в течение 155-165 дней. Высота снежного покрова в среднем составляет 45-55 см, наименьшая высота – 25 см, максимальная – 120 см, глубина промерзания почвы по среднемноголетним данным достигает 108 см. Сумма осадков за год составляет 440-600 мм, за вегетационный период – 250-330 мм. Территория республики находится в зоне, где испарение в теплое время года нередко превышает количество выпадающих осадков, а со второй половины мая до средины июня обычно наблюдается засушливый период (ГТК – 1,0-1,2). По многолетним данным последние весенние заморозки заканчиваются в конце мая, а в некоторые годы – в конце июня, срок первых осенних заморозков 14-21 сентября (Агроклиматические…, 1974; Дерюгина Н. П., 1972; Интенсивные…, 1986).
Почвенно-климатические условия региона
За годы исследований по содержанию клейковины выделился сорт местной селекции Ижевская 2, массовая доля клейковины составила 26,3 %. Не существенно отличались от Ижевской 2 по данному показателю сорта Александр, Антей, Легион, Немчиновская 56, массовая доля клейковины в зерне которых составила от 24,2 до 25,9 %.
Содержание сырого протеина является важным показателем качества зерна тритикале, выращиваемого на кормовые цели. В соответствии с требованиями ГОСТ Р 53899-2010 в зерне, соответствующем первому классу качества, в 1кг сухого вещества его должно быть не менее 130 г. По результатам наших исследований этим требованиям не соответствовало зерно сортов Корнет и Ижевская 2. Но наибольшее количество сырого протеина содержалось в сухом веществе зерна сортов Антей (160 г/кг), Легион (151 г/кг), Немчиновская 56 (147 г/кг) и Консул (145 г/кг).
Содержание водорастворимых пентозанов в зерне невысокое – от 0,87 до 1,39, все сорта относятся к низкопентозановым, что позволяет использовать зерно сортов озимой тритикале в кормовых целях.
Число падения позволяет оценить активность альфа-амилазы. Высокая ее активность свидетельствует о слабой устойчивости зерна к прорастанию на корню. При прорастании зерен часть крахмала преобразуется в сахар, при этом хлебопекарные свойства муки из такого зерна резко ухудшаются (Гра-бовец А. И., 2010). В соответствии с Методикой государственного сортоиспытания (1988), при высокой активности альфа-амилазы число падения зерна тритикале менее 100 сек., средней – 100-250 сек., низкой – более 250 сек. Хорошим показателем числа падения для тритикале, по мнению Грабовец А. И. (2010), является значение выше 150 сек.
Наибольшее число падения отмечено у сорта Немчиновская 56 и составило 92 сек., наименьшим показателем числа падения (61 сек.) отличались сорта Александр и Бард. Причиной низкого числа падения является высокая увлажненность в период созревания зерна в результате часто выпадавших осадков. Таким образом, для селекционной работы, направленной на повышение качества зерна особый интерес представляют следующие сорта:
Продуктивность любого сорта является результатом функционирования комплекса важнейших эколого-генетических систем, определяющих формирование сложных количественных признаков. Зависимость этих показателей от факторов внешней среды хорошо известна (Жученко А. А., 1980). «Урожай есть производное среды и генотипа и в огромной мере определяется условиями культуры, условиями района», – писал Н. И. Вавилов (1966).
В связи с изменением климата и потребностью в новых адаптированных сортах озимой тритикале актуальное значение приобретает вопрос изучения параметров экологической пластичности новых сортов по урожайности и показателям ее структуры.
Большое разнообразие условий вегетации стало причиной значительного изменения уровня урожайности озимой тритикале по годам и, как следствие, способность сортов реагировать на изменение условий произрастания. Результаты проведенного дисперсионного анализа показали, что наибольшее влияние на формирование урожайности сортов озимой тритикале оказали условия вегетации (81,7 %). Достоверно, но значительно меньше влияли сортовые особенности (7,7 %) и взаимодействие «сорт – год» (8,1 %). Большинство исследователей определяют приспособленность сорта, как его генетическую способность давать стабильную и высокую урожайность в различных условиях окружающей среды (Бороевич С., 1984; Жучен-ко А. А. 2000; Finlay K. W., 1963; Allard R. W., 1964). В связи с этим возникла необходимость провести анализ экологической пластичности различных сортов озимой тритикале и выделить наиболее адаптированный к условиям Среднего Предуралья исходный материал для селекции.
По данным проведенных исследований большинство сортов отличались высокой отзывчивостью на изменение условий возделывания. Чем выше значение коэффициента экологической пластичности (bi, 1), тем большей отзывчивостью обладает данный сорт. Такие сорта требовательны к высокому уровню агротехники (Методика…, 2005). Коэффициент экологической пластичности большинства испытываемых сортов, рассчитанный по урожайности, составил 1,03-1,14 (таблица 18).
При условии bi, =1 имеется полное соответствие изменение урожайности сорта изменению условий выращивания. Такими параметрами обладал сорт Вокализ. В случае bi, 1сорт слабо реагирует на изменение условий сре 68 ды. В наших исследованиях bi, = 0,75-0,91имели сорта Бард, Ижевская 2 и Консул, у этих сортов отмечена наиболее низкая изменчивость урожайности по годам, V = 34,9-36,5 (см. таблицу 12). Можно предположить, что данные сорта имеют широкую норму реакции, могут возделываться в широком диапазоне агроклиматических условий. К такому же выводу в своих исследованиях пришел и K. W. Finlay (1963).
Сорта Консул и Бард наряду с низкой экологической пластичностью, также имеют относительно низкий коэффициент стабильности соответственно 16,5 и 21,6, но наиболее низкий коэффициент стабильности (S2d = 4,2) имеет сорт Вокализ. Перечисленные сорта дают наиболее стабильную урожайность в изменяющихся условиях вегетации и можно утверждать, что они наиболее адаптированы к условиям Среднего Предуралья.
Масса 1000 зерен – один из ведущих структурных показателей, который определяет продуктивность сорта. Он характеризует крупность и плотность зерна – чем оно крупнее и более плотно выполнено, тем больше масса. В связи с этим нами была оценена экологическая пластичность сортов по данному признаку. Дисперсионный анализ показал, что формирование крупности зерна на 38 % зависит от года, 11 % - от генотипа и 30 % - от взаимодействия «генотипа – среда».
Оценка экологической пластичности
Нашими исследованиями было установлено, что твердая спелость зерна сортов озимой тритикале наступила в период от 23 до 30 июля. По данным Тихоновой О. С. (2006), в условиях Среднего Предуралья рекомендованные сроки посева озимых зерновых культур 25-30 августа. Таким образом, при необходимости осуществить посев свежеубранными семенами продолжительность послеуборочного дозревания должна составлять не более 30 сут. Этим условиям соответствует лишь Ижевская 2, которую мы выделили в отдельную группу (см. таблица 26). Сорта второй группы (Легион, Александр, Трибун, Немчиновская 56) с продолжительностью послеуборочного дозревания 30-45 сут., могут быть использованы при посеве свежеубранными семенами, если применить известные приемы ускорения прохождения послеуборочного дозревания.
Процесс постепенной утраты покоя семян у некоторых сортов приводит к тому, что семена таких сортов прорастают еще поле, что крайне не желательно. Поэтому селекционеры в увлажненных зонах ставят перед собой важную задачу – выделить сорта с глубоким периодом покоя. С этой точки зрения среди исследуемых сортов наибольшую ценность для селекционной работы представляют сорта третьей группы: Корнет, Бард, Консул, Вокализ, Зимогор, Антей с длительным периодом послеуборочного дозревания (более 45 сут.).
Таким образом, в ходе исследований были установлены межсортовые различия в динамике формирования посевных качеств в процессе созревания и послеуборочного дозревания семян. По темпам наращивания лабораторной всхожести изучаемые сорта разделились на три группы, продолжительность послеуборочного дозревания зависела от условий, складывавшихся в период созревания. При созревании семян при относительно низких температурах воздуха (не выше 20 С) послеуборочное дозревание растягивается, при высоких температурах – ускоряется. Разработка модели сорта является залогом успеха в селекции любой культуры (Грабовец А. И., 2003). Поэтому разработанная модель идеального сорта позволяет более эффективно и экономично создавать сорт, максимально возможно приближающийся к идеальному.
Одним из наиболее распространенных способов построения модели сорта является корреляционный анализ (Воробьев Н. В., 2001). Установленные корреляционные связи между различными признаками позволят выявить пути повышения продуктивности растений. При создании оптимальной модели сорта озимой тритикале мы руководствовались данными урожайности, показателями ее структуры и зимостойкости.
В соответствии с требованиями, которые в настоящее время предъявляются к новым сортам озимой тритикале в условиях Среднего Предуралья, основными направлениями селекции являются зимостойкость и продуктивность.
Проведенный корреляционный анализ обнаружил тесную корреляционную связь (r = 0,72) между урожайностью сортов озимой тритикале и их зимостойкостью в среднем за годы исследований (таблица 28). Перезимовка на 51 % определяла урожайность озимой тритикале. Однако теснота связи данных показателей зависела как от условий вегетации, так и от сорта.
В годы с неблагоприятными условиями для перезимовки озимой тритикале (2010 и 2012 гг.), когда зимостойкость составила в среднем по опыту 44 и 38 % соответственно, установлена тесная связь данного показателя с урожайностью сортов (r = 0,87 и r = 0,88). Доля влияния перезимовки на урожайность в эти годы составила 76 и 78 %. Тесная корреляционная связь урожайности в 2012 г. установлена также с густотой стояния продуктивных стеблей (r = 0,76) и растений (r = 0,84). В 2010 г., кроме плохой перезимовки, растения испытывали жесткую засуху в летний период. В этих условиях на урожайность в одинаковой степени повлияли густота стояния продуктивных растений и стеблей, количество и масса зерен с колоса. Доля влияния этих элементов составила от 41 до 47 %.
Коэффициенты корреляции хозяйственно ценных признаков с урожайностью озимой тритикале в годы исследования
В относительно благоприятные для перезимовки годы отмечена слабая корреляционная связь перезимовки показателя с урожайностью (r = 0,01…0,22). Доля влияния показателя на урожайность составила не более 5 %. Аналогичная зависимость установлена и с густотой стояния продуктивных растений и стеблей.
Между урожайностью и показателями продуктивности колоса в среднем за годы исследований установлена средняя положительная связь, коэффициент корреляции составила от 0,57 до 0,68. Однако выявлена сильная изменчивость тесноты связи в отдельные годы исследований. В благоприятных условиях летнего периода вегетации 2011 г. установлена тесная прямая связь с массой зерна с колоса и массой 1000 зерен (соответственно r =0,86 и 0,84). Доля влияния этих показателей на урожайность составила 74 % и 71 %. В 2014, 2012 и 2013 гг. вклад в урожайность этих показателей структуры был невысоким – от 5 до 23 %, коэффициент корреляции r = 0,23…0,48. Между урожайностью и длиной колоса в среднем за 6 лет установлена слабая обратная связь, коэффициент корреляции r = -0,19, а доля влияния ее на урожайность составляет лишь 4 %. Таким образом, корреляционный анализ показал, что чем более благоприятные условия для роста и развития сортов озимой тритикале, тем ниже вклад в урожайность какого-то отдельно взятого элемента структуры урожайности. Она складывается за счет оптимального сочетания всех ее элементов.
В результате исследований установлена сортовая специфичность по тесноте и направленности корреляционной связи урожайности с показателями ее структуры и перезимовкой (рисунок 13). С зимостойкостью тесная корреляционная связь выявлена у сортов Корнет, Александр, Антей. Вокализ, Зимогор, Легион, Немчиновская 56 и Трибун, где r = 0,74…0,92. Доля влияния зимостойкости этих сортов на их урожайность составила от 54 до 84 %. В то же время, у сортов Бард, Ижевская 2 и Консул корреляционная связь между анализируемыми показателями была средней (r = 0,56…0,69), доля влияния зимостойкости на урожайность этих сортов составила соответственно 32; 39 и 48 %. Это подтверждает пластичноть перечисленных сортов по зимостойкости.