Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Краткие сведения о культуре подсолнечника, сои и озимого рапса 10
1.1. Подсолнечник 10
1.1.1. Мировое производство и потребление подсолнечника 10
1.1.2. Происхождение и систематика рода Helianthus L 13
1.1.3. Ботаническая характеристика 15
1.1.4. Основные болезни и вредители подсолнечника 22
1.1.5. Селекция подсолнечника 31
1.1.6. Технология возделывания подсолнечника 44
1.2. Соя 60
1.2.1. Мировое производство и потребление сои 60
1.2.2. Происхождение, распространение и систематика рода Glycine 62
1.2.3. Ботанико-географическая характеристика 67
1.2.4. Основные болезни и вредители сои 74
1.2.5. Селекция сои 80
1.2.6. Технология возделывания сои 88
1.3. Озимый рапс 99
1.3.1. Мировое производство и потребление рапса 99
1.3.2. Происхождение, распространение и систематика Brassica пара 102
1.3.3. Ботаническая характеристика 107
1.3.4. Основные болезни и вредители рапса 110
1.3.5. Селекция рапса 122
1.3.6. Технология возделывания рапса 127
Глава 2. Условия и методика проведения исследований 139
2.1. Климатические условия зоны проведения исследований 139
2.2. Исходный материал 145
2.3. Методика проведения исследований 145
Глава 3. Характеристика сортов и гибридов подсолнечника 152
3.1. Направления селекции подсолнечника в восточной зоне 152
Краснодарского края 152
3.2. Характеристика созданных сортов подсолнечника 157
3.3. Характеристика самоопыленных линий подсолнечника 162
3.4. Конкурсное испытание гибридов подсолнечника 176
3.5. Характеристика созданных гибридов подсолнечника 188
Глава 4. Результаты селекции сои и характеристика сортов 198
4.1. Селекционная работа 198
4.2. Изучение исходного материала сои 200
4.3. Изучение селекционного материала сои в контрольном, конкурсном и предварительном сортоиспытании 213
4.4. Характеристика созданных сортов сои 230
Глава 5. Изучение сортов озимого рапса 239
Глава 6. Совершенствование технологии возделывания масличных культур в зоне неустойчивого увлажнения юга России 242
6.1. Особенности возделывания подсолнечника на семена 243
6.1.1. Основная и предпосевная обработка почвы при возделывании 243
подсолнечника 243
6.1.2. Применение минеральных удобрений под подсолнечник 248
6.1.3. Сроки посева и нормы высева семян подсолнечника 251
6.1.4. Пересев подсолнечника 256
6.1.5. Выращивание подсолнечника в пожнивных и поукосных посевах 258
6.1.6. Уход за посевами подсолнечника 260
6.1.7. Выращивание генетически чистых семян родительских форм 263
6.1.8. Пространственная изоляция 264
6.1.9. Временная изоляция 267
6.2.1. Сроки посева 274
6.2.2. Способы посева и густота стояния растений различных сортов 276
6.2.3. Борьба с сорной растительностью 277
6.2.4. Механические способы борьбы с сорной растительностью 278
6.2.5. Химические способы борьбы с сорняками 280
6.2.6. Сочетание механических и химических способов борьбы с сорными растениями 284
6.2.7. Десикация посевов сои 286
6.2.8. Способы повышения урожайных свойств семян 286
6.3. Технология выращивания озимого рапса на семена 290
6.3.1. Основная обработка почвы 290
6.3.2. Применение удобрений 294
6.3.3. Борьба с сорной растительностью 296
6.3.4. Сроки посева и нормы высева семян 301
6.3.5. Минимизация последствий неудовлетворительной перезимовки 307
переросших растений 307
6.3.6. Способы уборки и десикация посевов 312
Глава 7. Экономическая эффективность и биоэнергетическая оценка новых сортов, гибридов и технологий возделывания масличных культур 315
Выводы 323
Предложения селекционной практике и производству 327
Список литературы
- Происхождение и систематика рода Helianthus L
- Исходный материал
- Конкурсное испытание гибридов подсолнечника
- Изучение селекционного материала сои в контрольном, конкурсном и предварительном сортоиспытании
Введение к работе
Актуальность темы. В повышении урожайности и качества растениеводческой продукции значительную роль играет фактор сорта или гибрида. Создание высокоурожайных, приспособленных к особенностям природных условий зоны возделывания сортов и гибридов, повышение степени реализации их генотипического потенциала продуктивности с помощью агрохимических и технологических приемов является важнейшей задачей селекции и растениеводства.
Научный и производственный опыт свидетельствует, что Южный регион Российской Федерации является благоприятным для производства подсолнечника, сои и рапса, однако ограниченность высокопродуктивных, адаптированных к засухе и устойчивых к болезням сортов сдерживает урожайность этих культур в сельскохозяйственном производстве.
Вместе с тем, возрастающая в нашей стране потребность в растительном масле и белке обусловливает необходимость погашения его за счет увеличения объемов производства таких культур, как подсолнечник, соя и рапс. В этой связи выведение новых сортов и разработка технологий выращивания высококачественных семян приобретает особую актуальность.
Актуальность исследований подтверждается выполнением их в соответствии с тематикой Государственной научно-технической программы, Программы фундаментальных и приоритетных прикладных исследований по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса РФ на 2001-2005 гг., 2005-2010 гг., тематиками НИР АОС: «Создать сорта и гибриды подсолнечника», «Создать и внедрить высокопродуктивный скороспелый сорт сои», «Испытать и выделить лучшие сорта озимого рапса» на 1983-1985 1986-1990,1991-1995 гг. (№ гос. per. 01.34.0030242).
Совершенствование технологии возделывания за счет оптимизации факторов жизнедеятельности с учетом биологических особенностей конкретного сорта или гибрида способствует реализации потенциальной продуктивности растений и повышению качества продукции. Эти положения, связанные с выведением адаптированных к сложным природным условиям юга России сортов подсолнечника, сои, рапса и обоснованием технологии их возделывания, определили направление и программу наших исследований.
Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось создание адаптированных к природным условиям Юга России сортов и гибридов масличных культур, характеризующихся высокой семенной продуктивностью, гарантированным созреванием, приспособленностью к климатическим стрессам и разработка технологии возделывания новых сортов подсолнечника, сои и озимого рапса на семена.
Для достижения поставленных целей предусматривалось решение следующих задач:
- создать новые высокопродуктивные сорта и гибриды подсолнечника, комплексно устойчивые к фомопсису, ложной мучнистой росе, заразихе; адаптированные к жестким природным условиям зон возделывания и отве-
чающие повышенным требованиям отрасли семеноводства;
усовершенствовать методы получения кондиционных семян родительских форм подсолнечника с высокой генетической чистотой;
создать скороспелые, урожайные сорта сои с высоким содержанием протеина и жира, устойчивые к стресс-факторам;
дать производственно-хозяйственную характеристику лучших сортов озимого рапса с учетом морфологических, биологических, агротехнических свойств и обосновать зоны их возделывания;
разработать и внедрить наиболее эффективные приемы возделывания подсолнечника, сои и озимого рапса на семена применительно к конкретным почвенно-климатическим условиям юга России;
изучить влияние способов основной обработки почвы и применения минеральных удобрений на условия вегетации, рост, развитие, урожайность и качество семян подсолнечника и озимого рапса;
определить влияние сроков посева, обеспечивающих оптимальные условия для прорастания семян масличных культур, получения жизнеспособных всходов и сохранности растений к уборке на урожайность и качество
семян;
определить предельно допустимые сроки пересева подсолнечника на семена и уточнить оптимальную густоту стояния растений;
обосновать систему уходных мероприятий за семеноводческими посевами подсолнечника, сои и озимого рапса (борьба с сорной растительностью, болезнями, переуплотнением почвы, десикация посевов);
- разработать способ возобновления вегетации и получения семян ози
мого рапса на посевах с поврежденной надземной частью растений в зимний
период;
- рассчитать экономическую и биоэнергетическую эффективность вы
ращивания семян созданных сортов и гибридов.
Научная новизна. Для условий юга России созданы новые сорта, са моопыленные линии, гибриды подсолнечника и сорта сои, обладающие наи более перспективными генотипами. Выделены продуктивные сорта озимол рапса, адаптированные к местным условиям и устойчивые к стресс-факторам
Впервые доказана возможность получения кондиционных семян роди тельский форм гибридов подсолнечника с высокой генетической чистотой н основе достижения раннего (посев под пленку и рассадный метод) цветения.
Обоснованы технологии гарантированного получения высококачест венных семян подсолнечника, сои и озимого рапса в условиях неустойчивог увлажнения юга России.
Новизна работы подтверждена 20 авторскими свидетельствами РФ н новые сорта, гибриды и линии, а также 2 патентами на изобретения «Спосо получения генетически чистых семян материнской формы для гибрида по; солнечника» № 2370948 РФ от 27.10.2009 г. и «Способ возделывания озимс го рапса» № 2405295 РФ от 10.12.2010 г.
Практическая значимость. Определены методы подбора исходног материала с ценными хозяйственными признаками и свойствами, кот<\
должны быть использованы для создания сортов и гибридов с повышенной семенной продуктивностью и толерантностью к стрессам в течение всего вегетационного периода.
Разработаны технологии возделывания новых сортов подсолнечника, сои и рапса, внедрение которых в сельскохозяйственное производство позволит существенно повысить продуктивность, стабильно получать качественные семена и товарную продукцию, рационально использовать водные и почвенные ресурсы.
Усовершенствованы элементы технологии семеноводства подсолнечника, основанные на раннем посеве под пленку, использовании биопрепаратов, гербицидов, минеральных удобрений, десикантов, способствующие повышению эффективности производства кондиционных семян.
Разработан способ возобновления вегетации озимого рапса на посевах с погибшей надземной частью растений в зимний период.
Достигнут высокий экономический эффект и коэффициент биоэнергетической эффективности при возделывании созданных сортов и разработанных элементов системы семеноводства и производства товарной продукции.
Реализация результатов исследований. Созданные сорт (Крепыш), гибриды (Коралл, Темп, Квант, Арол, Барс, Беркут, Медас, Мэлин) и константные линии подсолнечника (ВА 4, ВА 6, ВА 93, ВА 317, ВА 325, ВА 337), а также сорта сои (Армавирская 2, Армавирская 4, Дуар, Мечта, Дуни-за) внесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в Северо-Кавказском и других регионах.
Созданные сорта возделываются на площади свыше 80 тыс. га по технологиям, разработанным автором, и обеспечивают получение высокой урожайности на черноземных почвах без орошения. Гибриды подсолнечника Натали, Арими, Имидж, Альянс, Трио и сорт Крупняк находятся на Государственном сортоиспытании.
Научные разработки автора использованы в сборнике «История научных исследований во ВНИИМКе за 90 лет» (Краснодар, 2003), руководствах «Адаптивные технологии возделывания масличных культур в Южном регионе России» (Краснодар, 2010), «Адаптивные технологии возделывания масличных культур» (Краснодар, 2011), методических рекомендациях «Перспективная ресурсосберегающая технология производства озимого рапса и сурепицы» (Москва, 2010), буклете «Гибриды и сорта армавирской селекции» (Армавир, 2007).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили положительную оценку на научных конференциях СНИИСХ (1982, 1983), ВНИПТИ рапса (2000), ВНИИМК (2007,2009, 2011), на Международных и республиканских научных и научно-практических конференциях, семинарах и совещаниях по проблемам селекции и семеноводства масличных культур и повышения эффективности их возделывания в агропромышленном производстве: Москва (1985, 1999), Орел (2001), Ставрополь (2005), Краснодар (2004, 2006, 2008), Копенгаген (Дания, 2003), Вухан (Китай, 2007), Прага (Чехия, 2011).
Результаты исследований неоднократно демонстрировались на краевых сельскохозяйственных выставках (Краснодар, 2002-2010 гг.), а также на Днях Российского поля (2007, 2008, 2009 гг.) и отмечены золотыми медалями за гибрид подсолнечника Барс на 9-ой (2007 г.), за сорт сои Дуар на 10-ой (2008 г.), за гибрид подсолнечника Мэлин и сорт сои Мечта на 13-ой (2011 г.) сельскохозяйственных выставках «Золотая осень».
Публикация результатов исследований. Материалы диссертации опубликованы в 87 научных работах, включая 12 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ при защите докторских диссертаций, а также 20 авторских свидетельств на селекционные достижения и 2 патента на изобретения.
На защиту выносятся следующие положения:
критерии отбора и оценка селекционного материала подсолнечника, сои и рапса по хозяйственно-ценным признакам и свойствам для повышения семенной продуктивности и толерантности к стрессам;
морфо-биологическая характеристика и урожайность новых сортов масличных культур, внесенных в Государственный реестр селекционных достижений;
технология производства кондиционных семян подсолнечника, сои и озимого рапса, основанная на выборе оптимального способа и глубины основной обработки почвы, лучшего способа и срока посева, густоты стояния растений и приемов ухода за ними, применении биопрепаратов, гербицидов, минеральных удобрений и десикантов;
экономическая и биоэнергетическая оценка технологий возделывания вновь созданных сортов и гибридов подсолнечника, сои и озимого рапса на семена.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 416 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 7 глав, выводов и предложений производству, включает 20 рисунков, 42 таблицы и 24 приложения. Список литературы включает 682 источника, в т.ч. 93 — зарубежных авторов. Доля личного участия соискателя в получении и обобщении результатов исследований составляет более 70%.
Происхождение и систематика рода Helianthus L
Подсолнечник - важнейшая масличная культура в мировом земледелии. По посевным площадям в мировом земледелии из масличных культур подсолнечник уступает сое и занимает около 15 млн. га. Наибольшие посевы его сосредоточены в России, США, Аргентине. На значительных площадях возделывают подсолнечник в Югославии, Болгарии, Турции, Испании, Канаде, Румынии (Glosan N., 1974; Дорошкин А.Н., Миронов Е.К., 1975; Дво-рядкинН.И., Воскобойник Л.К., 1975). Подсолнечник в относительно большом количестве возделывается также в Уругвае, Болгарии, Турции, из стран ближнего зарубежья - в Молдове, на Украине, Казахстане, Кыргызстане, Армении, Азербайджане и в других странах (Личко Н.М., 2004). Перед первой мировой войной (в 1913 г.) площадь под масличным подсолнечником в России составляла 980 тыс. га (Яковлев А.Л., 1902; Купцов А.И., 1933; Степанов В.Н., 1965; Пустовойт B.C., 1953, 1957, 1967, 1971, 1972, 1975).
В настоящее время подсолнечник является одним из наиболее распространённых в сельскохозяйственном производстве масличных растений. В мире ежегодно производится 35-38 млн. т семян и 10-10,5 млн. т масла из подсолнечника. В России - максимальный валовой сбор семян за последние 20 лет достигнут в 2008 году - 7,4 млн. т, а затем начал снижаться: в 2009 г. -6,4 млн. т, а в 2010 г. - 5,3 млн. т. Доля этого продукта в России в общем объеме производства растительных жиров составляет 75-80%.
В структуре посевных площадей в России подсолнечник в настоящее время занимает 74% (Гаркуша СВ. и др., 2011). В 2009 году площадь его посева в РФ составила 6,19 млн. га, а в 2010 году - 7,2 млн. га. Его выращивают в Центральном, Южном, Северо-Кавказском, Приволжском, Уральском и Сибирском федеральных округах. Наибольшие посевные площади под под- солнечником в нашей стране сосредоточены на Северном Кавказе, Центрально-Черноземной зоне, Нижнем и Среднем Поволжье. Выращивается также подсолнечник в Омской, Курганской и Челябинской областях, Алтайском крае (Семихненко П.Г., 1960; Шувалов Е.И., 1975; Хатнянский В.И., 1980).
Наиболее распространенным сортом подсолнечника в производстве является сорт Енисей селекции Красноярского научно-исследовательского института сельского хозяйства. Этот сорт возделывается в 18 субъектах Российской Федерации и занимает значительные посевные площади. Широко распространенным в производстве является сорт Родник, посевы которого размещаются во многих субъектах Российской Федерации. На большой площади высевается сорт СПК - специального назначения для использования в кондитерской промышленности (Юрченко В.А., Терешков Н.П., 2000).
Увеличение производства подсолнечника в мире в 3 раза за последние 25-30 лет связано с широким распространением новых продуктивных сортов и гибридов. Использование гетерозисных гибридов (в США и Румынии полностью перешли на выращивание гибридного подсолнечника) способствовало увеличению урожайности и производства растительного масла (Kinman M.L., 1968, 1970; Пустовойт B.C., 1972, 1975; Коновалов Ю. Б. и др., 1990).
Средняя урожайность семян - 1,2-1,4 т/га, высокая - 2,5-3,0 (Fick G.N., Zimmer D.E., 1976). Семянки подсолнечника содержат от 27 до 57% масла, а ядра от 50 до 65% (Simpson B.W., George D.Z., 1985). Масло подсолнечника относят к полувысыхающим (йодное число 119-134). Оно широко используется для питания, в производстве маргарина, в мыловаренной, лакокрасочной и других отраслях легкой промышленности. В масле содержатся биологически активная линолевая кислота, фосфатиды и витамины А, Д, Е, К (Rieseberg L.H., SeilerG.J., 1990).
Благодаря хорошим вкусовым качествам подсолнечное масло широко используется непосредственно в пищу и для изготовления маргарина, консервов, хлебных и кондитерских изделий и др. Кроме того, подсолнечное масло применяется в мыловаренной, лакокрасочной и других отраслях промышленности (Степанов В.Н., 1965; Плытникова Т.Г., 1975; Пенчуков В.М., 1989).
При переработке семян на масло побочно получают около 35% шрота (при экстракции) или жмыха (при прессовании). Это высокобелковые корма, в шроте содержится 32 - 37% протеина, 1% жира (в жмыхе - 5-7), около 20% углеводов, 13-14% пектина, 3-3,5% фитина, витамины группы В, фосфор, кальций и другие ценные вещества. Подсолнечниковый шрот широко используется как концентрированный корм для животных, а также в качестве белкового компонента при производстве различных комбикормов. Из переработанного шрота и облущенных семянок (ядер) готовят ценные пищевые продукты: халву, козинаки и др. (Коновалов Ю.Б. и др., 1990). Подсолнечник используется главным образом как маслично-белковое растение, дающее пищевое масло и белок, хорошо сбалансированные по аминокислотному составу (Пустовойт Г.В., 1976, 1981, 1982; Пенчуков В.М., 1989).
Значительную роль играет продукция подсолнечника и в других областях пищевой промышленности, особенно в кондитерском производстве. Поэтому, увеличение производства подсолнечника для удовлетворения потребности населения в растительном масле, и обеспечения пищевой и других отраслей промышленности в сырье - одна из главных задач сельскохозяйственного производства (Максимова А.Я., 1940).
Специальные высокорослые сорта подсолнечника возделываются на силос, являющийся ценным кормом для скота. При использовании на силос зеленую массу подсолнечника убирают в фазе бутонизация - начало цветения. Ее урожайность 40-50 т/га. 100 кг силоса содержат 11-16 кормовых единиц и 0,5-0,7 кг протеина (Сайт Экосистема).
Стебли подсолнечника в безлесных районах используются как топливо. Зола, получаемая при сжигании стеблей подсолнечника, содержит до 35% окиси калия и поэтому применяется для выработки поташа, широко используемого в химической промышленности, производстве стекла, мыловарении, красильном деле и т. д. Из сердцевины стеблей подсолнечника вырабатывается бумага и искусственный шелк. Во многих районах Северного Кавказа подсолнечник хороший предшественник для озимой пшеницы. Часто подсолнечник используется для кулис в парах для накопления снега.
Подсолнечник, как пропашная культура, имеет большое агротехническое значение, способствуя очищению полей от сорных трав и повышению урожая всех культур севооборота (Степанов В.Н., 1965; Листопадов И.Н., 2005; Лукомец В.М., 2010).
Исходный материал
Ведущий мировой производитель рапса сегодня - Китай, опередивший Канаду (которая лидирует в производстве высококачественных семян рапса) и Индию. В сумме эти три страны собирают 57% мирового урожая. Очевидно, что и в ближайшем будущем рост сборов рапса произойдет в Китае, Канаде, Индии, а также в США, тогда как в странах ЕС сборы останутся неизменными или несколько понизятся. В Восточной Европе наибольшие урожаи рапса приходятся на Чехию и Польшу (по 1,1 млн. т в 1999 г.).
Главные регионы мира по производству семян рапса: Азия - 46,8% мирового производства, Европа - 30,3%, Северная Америка - 19,2%.
В России выращивают - 0,11, Украине - 0,02 и Белоруссии - 0,02 млн. т в год. Начиная с 1989 г., площади посевов под рапсом в России резко сократились, что объясняется не только социально-экономическими реформами, но и недостаточным вниманием к этой древней и важной сельскохозяйственной культуре. Одна из причин, сдерживающая ее распространение, - отсутствие экологически безопасных пестицидов и материально-технической базы для переработки семян.
Сегодня рапс как масличная культура возделывается особенно широко в тех природных зонах, где большинство масличных культур не всегда и не везде надежно созревают (Горлов С.Л., Зайцев Н.И., 2006, 2008).
В зависимости от конкретных природных условий отдельных стран и регионов выращивают яровой (однолетний) или озимый (двулетний) рапс. Последний очень требователен к климату, морозостойкость его невелика; еще большую опасность, чем сильные морозы, представляют для него засухи или избыток тепла в зимние месяцы. Яровой рапс менее требователен к климатическим условиям, но в сравнении с озимым менее урожаен и уступает ему в масличности (Бушнев А.С, Горлов С.Л., 2008).
В Канаде, например, условия для озимого рапса неблагоприятны и распространен яровой рапс, в то время как в европейских странах с благоприят ным климатом (Германия, Польша, Франция, Великобритания и др.) возделывают в основном озимый рапс, урожайность которого в их условиях выше, чем у ярового, почти в два раза. В Швеции уделяют одинаковое внимание обоим формам рапса (Stokeld W.I., 1983).
В континентальном климате Восточной Европы возделывание озимого рапса является рискованным делом. В большинстве регионов России, Белоруссии, Украины и других стран СНГ следует выращивать яровой рапс, это подтверждают результаты опытов, проведенных в Белоруссии.
Наибольшие площади посевов находятся в Индии, Китае, Пакистане, Канаде, Чили, Мексике, Польше, Франции, Германии и Швеции. Родина рапса - Средиземноморье, но культура рапса с самых отдаленных времен больше всего распространена в Индии. Затем, очевидно, английские и голландские колонизаторы завезли семена рапса в Европу. Посевная площадь рапса в мире постоянно увеличивается; его возделывают в Индии, Китае, Канаде и других странах. Основные районы возделывания озимого рапса - лесостепная зона. Для кормовых целей озимый рапс можно выращивать почти во всех районах степи, лесостепи и лесолуговой зоны России и стран СНГ.
За последние годы производство рапса в России значительно возросло. В 2006 году посевная площадь под рапсом составила 432 тыс. га, что превысило показатели 2005 года более чем в 2 раза. На 2009 год динамика роста посевных площадей, занятых под яровой и озимый рапс, была на отметке 694,82 тыс. га (515,14 тыс. га - яровой рапс, 179,68 тыс. га - озимый рапс.) В связи с погодными условиями в основном возделывается яровой рапс. Озимый рапс распространён, главным образом, на юге страны - в Краснодарском и Ставропольском краях (Пенчуков В.М. и др., 1985; Гейдебрехт И.П., и др., 1989; Бочкарева Э.Б., 2003; Зайцев Н.И. и др., 1982-2011).
Систематика. Рапс масличный (Brassica napus L. ssp. oleifera Metzg.), семейство Капустные (Brassicaceae). В диком виде этот вид неизвестен. Считается, что рапс - естественный амфидиплоид и произошёл от гибридизации озимой или яровой сурепицы (Brassica campestris, 2n = 20, геном АА) с капустой огородной (Brassica oleracea, n = 18, геном CC) (Википедия). Рапс представлен в культуре двумя формами - озимой (biennis) и яровой (annua). В России возделывают преимущественно озимые сорта.
Рапс озимый более требователен к климату, морозостойкость его невысока (минус 8-10С). Рапс яровой (кольза) менее требователен к условиям произрастания, но уступает озимым формам по урожайности и масличности.
Рапс - однолетнее озимое или яровое растение, корневая система растения хорошо развита. Корень стержневой, веретеновидный, утолщённый в верхней части, разветвлённый. Основная часть разветвлённых корней сосредоточена на глубине 20-45 см, но к периоду созревания семян может распространяться и в горизонтальном направлении. Толщина корня до 3 см, он проникает в почву до 3 м у рапса озимого и до 2 м - у ярового.
Стебель прямостоячий, округлый, разветвлённый с 12-25 ветвями первого и последующего порядков. Высота стебля 60-190 см, толщина 0,8-3,5 см. Окраска стебля зелёная, темно-зелёная, сизо-зелёная или сизо-фиолетовая (капустная), он покрыт восковым налётом.
Листья очерёдные, черешковые, в нижней части стебля лировидно-перистонадрезанные с овальной или округлой тупой верхней долей, иногда слабоволнистой, образуют компактную прикорневую розетку; средние листья - удлинённо-копьевидные; верхние - удлинённо-ланцетные, сидячие, цельнокрайние с расширенным основанием, охватывающим стебель на 1/3-2/3. Поэтому рапс легко отличить от других представителей рода Капуста. Листья сине-зелёные или фиолетовые, неопушённые или слегка волосистые с восковым налётом. Различаются сильнооблиственные и слабооблиственные формы (Клочкова О.С., 1994, 2006; Шпаар Д., 2007).
Конкурсное испытание гибридов подсолнечника
У группы изученных гибридов в среднем за 2004-2005 годы было установлено, что при увеличении поражения растений фомопсисом на 10% их урожайность снижается в среднем на 0,15 т/га. Коэффициент корреляции между этими признаками средний, отрицательный: г= - 0,54±0,04.
Нами установлено, что к положительным результатам в селекции инбредных линий, толерантных к фомопсису, ведет отбор, как из сортов-популяций, так и из лучших гибридов отечественной и зарубежной селекции. Отборы с одновременным самоопылением позволили выделить инбредные линии, толерантные к фомопсису на 85-90%.
Признанием достоинств родительских форм гибридов селекции Армавирской опытной станции ВНИИМК можно считать создание в головном институте на основе линий ВА-93 и ВА-325 первых отечественных имидазоли-но устойчивых линий BKl-imi и ВК21- imi путем скрещивания с инбредными линиями-донорами доминантного гена устойчивости к имидазолиновым гербицидам imi-B и imi-R, возвратных скрещиваний на линии ВА-93 и ВА-325 соответственно, принудительного самоопыления в сочетании с отбором ре-комбинантных гетеро- и гомозигот по комплексу хозяйственно-ценных признаков. Линии BKl-imi и ВК21- imi в дальнейшем использованы при создании первых отечественных гербицидоустойчивых гибридов, пригодных к возделыванию по технологии CLEARFIELD.
Таким образом, за последние годы для селекции гибридного подсолнечника накоплен ценный, генетически разнообразный материал инбредных линий: отцовские ВА-317, ВА-325, ВА-337 и материнские - ВА-4, ВА-6, ВА-93, В А 760, характеризующиеся высокой масличностыо, низкорослостью, высокой семенной продуктивностью, различным вегетационным периодом, устойчивостью к заразихе, ложной мучнистой росе, толерантные к фомопсису и другим болезням. Это позволило нам создать ряд высокопродуктивных устойчивых к болезням простых межлинейных гибридов подсолнечника: Коралл, Темп, Квант, Арол, Барс, Беркут, Медас, Мэлин, Натали, Альянс Трио, Имидж и Арими (Зайцев Н.И. и др., 2011).
Основной задачей гетерозисной селекции является создание и внедрение в производство раннеспелых гибридов подсолнечника с урожайностью 3,5-4,0 т/га, сбором масла 1,7-2,0 т/га, толерантных к фомопсису на 80-90 %, устойчивых к заразихе, ложной мучнистой росе и другим болезням. Уже на заре гибридной селекции была установлена возможность выведения гибридов, стабильных по урожайности и более устойчивых к болезням, чем сорта (Фик Г.Н., Зиммер Д.З., 1978). Эту возможность подтверждают характеристики вновь созданных с нашим участием гибридов (Мамонов И.Ф. и др., 2001).
В 2006-2011 годы в конкурсном сортоиспытании было изучено 140 гибридов подсолнечника с разным периодом вегетации, масличностью и урожайностью семян. Вегетационный период гибридов варьировал от 86 до 100 дней (рис. 3.12).
Самыми раннеспелыми гибридами являются Фотон, Триумф и Авангард. По сравнению со стандартом Барс их вегетационный период короче на 5 дней. Эти гибриды следует высевать в более северных районах, что позволит производить своевременную уборку, или в поздние сроки.
Относительно позднеспелыми считаются гибриды Гарант и Бизон, у них период вегетации составил в среднем 99-100 дней. Особенность этих гибридов - высокий потенциал урожайности. По сравнению со стандартом эти гибриды созревают на 8-9 дней позже. Следовательно, возделывание этих гибридов желательно в южных районах и в оптимальные сроки.
Большинство гибридов (44%), в том числе и стандарт Барс, имеют вегетационный период в пределах 90-92 дня, что характерно для большинства лет выращивания. Как видно из рисунка 3.13, с продолжительностью вегетационного периода растений связана урожайность семян, корреляция средняя положительная (г = 0,55±0,06). Самую высокую продуктивность формировали гибриды, созревающие за 96-97 дней (рис. 3.13).
По данным Ростовой Н.С. и др. (1984), длительность периода «всходы-цветение» положительно коррелировала с высотой главного побега и числом листьев на нем. Результаты анализа наших гибридов показали, что высота растений варьировала в пределах от 131 до 235 см (рис. 3.14). Самым высокорослыми за годы исследований были гибриды Армавирский 7397, Армавирский 4381, а самым низкорослым - гибрид Фермер.
Высота растений подсолнечника, как и других культур, некоторым образом оказывает влияние на урожайность (Семихненко П.Г. и др., 1960; Жданов Л.А., 1972; Бехтер А.Г., 1977). Анализ группы наших 80 гибридов показал прямую зависимость этих признаков до определенного предела. Урожайность семян в условиях Кубани росла при увеличении высоты до 200-210 см, а затем в силу биологических особенностей начала снижаться. Поэтому оптимальной высотой стебля, по нашему мнению, являются именно эти пределы (рис. 3.15). Корреляция между этими признаками была довольно высокой (г= 0,68±0,06). Высота растений и продолжительность вегетационного перио 179 да оказывают большое влияние на урожайность. Из графика поверхности видно, что наиболее продуктивными были позднеспелые высокорослые гибриды (рис. 3.16).
Диаметр корзинки у созданных гибридов варьировал в среднем за годы исследований от 20 до 30 см. Наибольший диаметр корзинки наблюдался у гибридов Авангард и Арена ПР, а наименьший - у гибридов Одиссей и Триумф.
Количество семянок в корзинке имело большую изменчивость в зависимости от гибрида и климатических условий выращивания. В 2006 году эта величина варьировала от 510 до 1010 штук, в среднем - 885. В условиях засушливых лет озерненность корзинок снижалась на 24-28% по отношению к благоприятным годам.
Исследованиями установлено, что диаметр корзинки положительно коррелирует с числом семян в ней (г=0,81±0,07), но отрицательно - с массой 1000 семян (г= -0,75±0,07). Это наглядно демонстрирует точечный график, согласно которого оптимальными являются средние размеры корзинок - 24 см (рис. 3.17). В ходе исследований установлено, что чем больше число семян в кор 181 зинке - тем они мельче (рис. 3.18). Масса 1000 семян находится в отрицательной корреляционной зависимости с их количеством (г = -0,51±0,06). Это подтверждается данными Scoric D. (1974). Из литературных данных известно, что такая закономерность проявляется и у других культур. Это связано с ограниченными возможностями растений при распределении ассимилятов (Ростова Н.С., Анащенко А.В., Рожкова В.Т., 1984).
Изучение селекционного материала сои в контрольном, конкурсном и предварительном сортоиспытании
Лучшими среди них были линии ЛА-14, ЛА-21, ЛА-4, ЛА-34, ЛА-76, ЛА-850 и сорт Романо, причем первые два сформировали в 2011 году высокую урожайность семян - по 3,1 т/га каждая.
Сравнительный анализ масличности семян сои и их урожайности показал, что наиболее продуктивны линии с содержанием масла в семенах в пределах от 20,5 до 21% (рис. 4.15). Отклонения, как в меньшую, так и в большую сторону от оптимума приводят к снижению урожайности.
Однако само по себе наличие такого уровня масличности у образца не приводит автоматически к повышению урожайности. На графике видно, что имеется большое количество низкопродуктивных линий из этого класса. Таким образом, содержание масла в семенах 20,5-21% является необходимым, но не достаточным условием для повышения продуктивности.
Анализ связи между урожайностью и масличностью семян позволил установить отрицательную слабую корреляцию между ними (г = -0,24±0,05).
Масличность имела также отрицательную среднюю корреляционную связь с продолжительностью вегетационного периода (г = -0,38±0,05), высотой растений (г = -0,33±0,05), но положительную - с высотой прикрепления нижнего боба (г = 0,30±0,05).
Зависимость урожайности от масличности семян, 2005-2011 гг. Урожайность является важнейшим хозяйственно полезным признаком, ради которого возделывается соя, как и любая другая культура. Повышение ее урожайности является основным направлением в селекции, которое обеспечивает создание сортов с наибольшими сборами белка и масла с гектара при минимальных финансовых затратах.
Урожайность любого сорта обуславливается высокой продуктивностью растений и способностью сохранять к уборке оптимальную густоту стояния, которая определяется устойчивостью растений к различным биотическим и абиотическим стресс-факторам (температура, влага, болезни, вредители и др.) (Гуляев Г.В., 1975, 1987).
Продуктивность растений определяется различным соотношением элементов структуры растений, а это, в свою очередь, обусловливается соответствием биологических особенностей растений специфическим условиям гидротермического режима и почвенного плодородия (Мякушко Ю.П., Баранов В.Ф., 1984).
В наших исследованиях средняя урожайность селекционных линий в 2003-2011 годы варьировала от 1,43 т/га в засушливом 2010 году до 3,5 т/га -в благоприятном для сои 2004 году (рис. 4.16).
Неплохими для роста и развития сои были также 2009 и 2011 годы, когда сформировалась средняя урожайность семян 3,00-3,06 т/га. Довольно жесткими сложились условия 2005, 2007 и 2008 годов, когда урожайность не превышала 1,68 т/га.
Кроме погодно-климатических факторов немаловажное значение имеют биологические особенности сорта. Использование новых сортов в производстве - является одним из наиболее экономически выгодных и быстро окупающихся мероприятий. Повышение урожайности за счет использования новых сортов в среднем составляет - 28-30% (Лещенко А.К. и др., 1985).
В наших опытах по сортоиспытанию в зависимости от года и сорта урожайность семян сои колебалась от 1,03 т/га (линия ЛА-9 в 2010 г.) до 5,43 Распределение селекционных линий сои по урожайности Большинство линий (32%) формировали урожайность семян в пределах 1,5-2,0 т/га, однако у 17% она превышала 3,0 т/га. Самыми урожайными (более 5 т/га) были линии Л-1021, Л-535, Л-785, Л-556 в условиях 2004 года. В 2011 году выделились линии ЛА-1300 (4,4 т/га), ЛА-1016 (4,1 т/га) и ЛА-1313 (4,0 т/га) (табл. 4.1). Они имели вегетационный период 97-117 дней, высоту растений 109-140 см, высоту прикрепления нижнего боба 8-17 см, массу 1000 семян 143-232 г, масличность 19,9-22,1%. При этом они не полегали и имели нерастрескивающиеся бобы.
В результате селекционной работы во ВНИИМК и Армавирской опытной станции выведены и внедрены в производство новые сорта сои, которые позволили в короткие сроки провести на Северном Кавказе сортосмену. В настоящее время в этом регионе возделывается более десятка сортов сои, различающихся по срокам созревания и направлениям их использования.
В результате проведенных исследований на опытной станции было создано 12 сортов сои (Армавирская, Армавирская 2, Армавирская 4, Армавирская 5, Армавирская 10, Армавирская 11, Армавирская 12, Армавирская
Проведение совместных работ с ВНИИ масличных культур привело к созданию раннеспелых сортов сои (Армавирская 2, Армавирская 4, Дуар), которые показали хорошие результаты в зоне Северного Кавказа. Так, по результатам государственного испытания в 2002 году в среднем по сортоучасткам Краснодарского края сорт сои Армавирская 4 по урожаю зерна занял первое место, сорт Армавирская 2 - второе, а Армавирская 15 - четвертое. Сорт Дуар проходил испытание в госкомиссии в 2003-2004 гг. и был внесен в Госреестр селекционных достижений РФ в 2005 году (Дудка Н.З. и др., 2006).
Сорта Мечта и Дуниза выведены в последние годы и внесены в Госреестр в 2011 году. Таким образом, в результате селекционной работы по сое на опытной станции созданы сорта сои различных групп спелости.
На величину урожая семян сои большое влияние оказывает опадение бутонов, цветков и бобов. Результаты исследований показывают, что в юго-восточной зоне Краснодарского края у сортов сои на орошении опадает до 43% цветков и бобов, в неорошаемых условиях до 78%. Степень опадения генеративных органов сои зависит от погодных условий года, а также места расположения цветков на растении. Опадение цветков и бобов у растений сои снижает урожай семян, тем не менее, генетическая изменчивость этого признака позволяет изменить его величину и создавать сорта с меньшей осыпаемостью цветков и бобов (Дудка Н.З. и др., 2008).
Существенное влияние на отбор элитных растений оказывают сроки посева. Установлено, что некоторые агротехнические приемы, в частности поздние сроки посева, являются эффективным приемом выделения раннеспелых форм растений. При этом растения, отобранные в условиях позднего срока посева, отличаются от растений оптимального срока компактностью и низкорослостью стебля. Эффективность отбора на таком фоне повышается. На основе многократно проведенных отборов с нашим участием были выведены сорта - Армавирская 2, Армавирская 4, Дуар, Мечта и Дуниза (Дудка Н.З. и др., 2010). Селекционная работа на Армавирской опытной станции ВНИМК продолжается с целью дальнейшего увеличения разнообразия сортового состава.
Это связано с тем, что должны одновременно существовать в Госреестре сорта различных направлений использования: на пищевые цели (включая молочное направление), на кормовые (зерно и силос), технические и т.д. (Те-ремяева Р.А. и др., 1989, 2000).
