Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Хозяйственное значение гречихи и состояние производства в России 10
1.1 Гречиха- роль в земледелии и зерновом балансе страны 10
1.2. Возделывание гречихи в Республике Татарстан 14
Глава 2. Аналитический обзор публикаций по селекции гречихи посевной 22
2.1. История и основные достижения селекции гречихи в России 22
2.2. Эволюционные аспекты становления вида Faqopyrum esculentum и обусловленные этим задачи селекции 26
2.3. Методы создания исходного материала 29
2.4. Селекция на семенную продуктивность 32
2.5. Селекция гречихи на экологическую устойчивость 35
2.6 Особенности селекции гречихи на качество зерна и крупы. Направления и результаты 44
2.7. История селекции гречихи в Татарском НИИСХ 51
Глава 3. Условия материал и методы проведения исследований 58
3.1. Почвенно-климатические ресурсы Республики Татарстан для формирования урожаев гречихи 58
3.1.1. Почвенный покров зоны и опытного участка 58
3.1.2. Метеорологические условия вегетационного периода 60
3.1.3. Особенности развития гречихи в годы, различающиеся по климатическим условиям 62
3.1.4. Технология полевых опытов 73
3.2. Материал и методика проведения исследований 75
Глава 4. Методы формирования и селекционно-биологическая характеристика исходного материала 77
4.1. Особенности селекционного процесса при выведении сортов для условий Среднего Поволжья 77
4.2. Характеристика и селекционная ценность исходного материала 83
4.3. Роль индивидуальных и семейно - групповых отборов на провокационных фонах в селекции гречихи 98
Глава 5. Селекционное улучшение крупноплодной диплоидной гречихи по важнейшим биологическим и хозяйственно ценным признакам : 106
5.1. Семенная продуктивность 106
5.2. Скороспелость и дружность созревания 117
5.3. Повышение адаптивного потенциала 128
5.3.1. Засухоустойчивость 129
5.3.1.1. Характеристика сортов по ассимиляционной поверхности и водному режиму листьев 129
5.3.1.2. Формирование мощности корневой системы 134
5.3.2. Устойчивость к полеганию 140
5.3.3. Устойчивость к осыпанию 143
5.4 Медоносная ценность гречихи и селекция на нектаропродуктивность 144
Глава 6. Селекция на улучшение качества продукции 155
6.1. Разнообразие исходного материала по качеству плодов 155
6.2. Технологические свойства плодов 157
6.3. Повышение питательных свойств крупы 163
Глава 7. Основные результаты селекции гречихи в Татарском НИИСХ за 1972-2002 гг 176
7.1. Ареал возделывания сортов гречихи селекции Тататарского НИИСХ 176
7.2. Краткая хозяйственно-биологическая характеристика сортов 179
7.3 Энергетическая и экономическая эффективность 190
Выводы 193
Рекомендации для селекции 198
Предложения производству 199
Список литературы 200
Приложения 229
- Гречиха- роль в земледелии и зерновом балансе страны
- Эволюционные аспекты становления вида Faqopyrum esculentum и обусловленные этим задачи селекции
- Особенности развития гречихи в годы, различающиеся по климатическим условиям
- Особенности селекционного процесса при выведении сортов для условий Среднего Поволжья
Введение к работе
Гречиха посевная (Fagopyrum esculentum Moench), происхождением из горных районов Индии и южных районов Китая, известна в земледельческой культуре нашего народа уже более трёх тысячелетий.
В России первые письменные упоминания о выращивании гречихи относятся к началу XI века. Начиная с XV столетия гречиха регулярно упоминается в описях крестьянских дворов, царских грамотах, писцовых, торговых книгах. А с конца XVI века в России началось развитие крупорушильного производства и гречневая крупа уже составляла значительную долю российского экспорта. В XVIII и XIX веках посевы её концентрировались в Центральной Нечерноземной зоне и распространялись от Прибалтики и Новгорода до Херсона на юге и до Читы на востоке. В XIX веке площади под гречихой в России доходила до 4 миллионов гектаров и составляла около 13 % в структуре пахотных земель. Среди полевых культур ей принадлежало второе место после озимой ржи, а по урожайности она не уступала зерновым злакам (Шахов Р.Ф., 2001).
Продукционная способность гречихи высока. Однако в производственных условиях потенциал сортов реализуется в среднем на 25% (Терехов А.И. 2001). Это связано с тем, что в посевах отсутствуют пока сорта с высоким адаптивным потенциалом, сочетающие высокую продуктивность с устойчивостью к действию абиотических факторов, лимитирующих в определенных поч-венно-климатических условиях величину и качество урожая.
Анализ данных Государственного сортоиспытания показывает, что урожайность как возделываемых, так и новых сортов значительно варьирует по годам и по регионам.
В лесостепи Поволжья, где находится Татарстан, урожаи этой культуры значительно колеблются под влиянием температурного режима вегетационного периода и влажности воздуха. Решить проблему увеличения сборов зерна гречихи, стабилизировав их по годам, можно лишь путём создания и внедрения в производство сортов максимально адаптированных к условиям данного регио-
на, пластичных, способных с минимальными потерями противостоять отрицательному действию неблагоприятных условий окружающей среды. Для успешной реализации этой задачи необходим поиск новых и эффективных методов селекции. Решению этой актуальной задачи посвящены наши многолетние исследования.
Работа проведена в соответствии с Государственными заданиями (№ № Гос. регистрации 70049499, 7049500; 70049554, 7049555; 01823000553) и тематическим планом НИР Татарского НИИСХ.
Главной целью проведенной работы является разработка новых направлений в селекции гречихи, повышение эффективности и сокращение сроков селекционного процесса при создании дружносозревающих, скороспелых, адаптированных к условиям Лесостепи Поволжья сортов гречихи, отвечающих требованиям современного производства.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
проанализировать и определить приоритетные направления селекции гречихи для условий Лесостепной зоны Среднего Поволжья;
изучить генетические ресурсы и выделить селекционно-ценные источники хозяйственно-ценных признаков;
разработать и использовать более эффективную методику и технику селекции гречихи на повышение дружности созревания, устойчивости к абиотическим факторам,а также на повышение количества и улучшение качества продукции.
обосновать эффективность провокационных фонов в селекции гречихи на экологическую устойчивость;
определить взаимосвязь и вклад различных элементов, формирующих продуктивность и обосновать критерии отборов на повышение величины и стабильности урожаев зерна;
оценить медоносную ценность сортов, выявить ценный исходный материал с повышенной нектаропродуктивностью;
изучить и определить перспективы улучшения технологических свойств зерна и питательных свойств крупы;
создать и внедрить в производство новые ценные по качеству сорта гречихи с высокой и стабильной урожайностью.
Научная новизна исследований:
на основе многолетних полевых и лабораторных экспериментов определены перспективные направления селекции гречихи для засушливых условий Среднего Поволжья;
разработан и многократно апробирован способ селекции крупноплодной диплоидной гречихи, позволяющий выводить в короткие сроки комплексно-ценные сорта с повышенным адаптивным потенциалом, определены пути повышения эффективности селекции гречихи на термоустойчивость, засухоустойчивость, устойчивость к полеганию, высокое качество продукции;
создан новый и разнообразный исходный материал для селекции высококачественной гречихи, позволяющий осуществлять создание разнонаправленных, высокопродуктивных сортов адаптированных к условиям районов Поволжья, Урала и Западной Сибири;
созданы и внедрены в производство новые сорта с комплексом хозяйственно ценных признаков: высокой семенной продуктивностью, скороспелостью, повышенной экологической устойчивостью, высоким качеством урожая;
научная новизна подтверждена пятью патентами на способ селекции и выведенные сорта, 13 авторскими свидетельствами, 1 приоритетной справкой.
Практическая ценность работы заключается в разработке нового способа селекции крупноплодной диплоидной гречихи, позволяющего значительно повысить эффективность селекционных работ при создании сортов с повышенной экологической устойчивостью и высоким качеством продукции. При участии автора создано 14 новых сортов, отвечающих требованиям современного производства, возделываемых в 35 областях 8 регионов Российской Федерации. Популяционный фонд крупноплодной диплоидной гречихи и выведенные сорта представляют ценность для включения в селекционные программы другими се-
7 лекционными учреждениями как источники новых хозяйственных и биологических признаков.
Апробация работы и публикации научных исследований:
Основные результаты исследований докладывались на 1-м Межгосударственном конгрессе производителей гречихи (Орел, 1992), IV Международном симпозиуме по гречихе (Орел, 1989), II съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Санкт-Петербург, 2000), Международных научно-практических конференциях (Казань, 1999; 2000; Орел, 2000; Киров, 2002), координационных совещаниях по селекции, семеноводству и технологии возделывания гречихи (Орел, 1987; 1990; 1996), научной сессии (Киров, 1998), научно-практических конференциях (Казань, 1974; Зерноград, 2003), юбилейных конференциях (Казань, 1972; 1974; 1977; 1990; 1995; 1999), Всероссийских семинарах по гречихе (Азнакаево, 1979; Казань, 1996).
Материалы исследований изложены в 50 печатных работах, в том числе 42 - по теме диссертации. Из этого числа 9 работ опубликованы в центральных журналах, 6 - в международных сборниках.
Внедрение результатов исследований. Созданные крупноплодные, друж-носозревающие, устойчивые к абиотическим стрессам сорта гречихи селекции Татарского НИИ сельского хозяйства внесены в Государственный Реестр селекционных достижений и допущены к возделыванию в 35 областях 8 регионов Российской Федерации.
В Татарстане все посевы, засеваемые гречихой, заняты сортами местной селекции. Разработанные в процессе селекции элементы сортовой технологии легли в основу рекомендаций по возделыванию гречихи в Татарстане и использованы нами в сборнике «Ресурсосберегающие технологии сельскохозяйственных культур в Татарстане». Материалы исследований изложены в сборнике «Система ведения агропромышленного комплекса Татарстана». Справочные материалы, характеризующие наши селекционные достижения по гречихи, включены в руководство по апробации, в каталоги, выпущенные институтом и подготовленные РАСХН.
Сорта селекции Тат НИИСХ широко вовлекаются в работу другими селекционными учреждениями в качестве генетических источников и доноров хозяйственно-ценных признаков (Башкирский НИИСХ, ВНИИЗБК, Сибирский НИИР и С, Приморский НИИСХ, Бел НИИЗ и С).
За селекцию крупноплодных сортов гречихи и внедрение прогрессивной технологии возделывания этой культуры (на примере Азнакаевского района Татарской АССР) автору в составе творческого коллектива присуждена премия Совета Министров СССР. За разработку теоретических основ селекции, создание и внедрение в производство скороспелых высокоурожайных, комплексно-ценных сортов гречихи в составе с авторским коллективом Н.Н.Петелина (Тат НИИСХ), Фесенко Н.В., Мартыненко Г.Е.(ВНИИЗБК) — Государственная премия Российской Федерации в области науки и техники.
На защиту выносятся следующие основные положения:
приоритеты и направления селекции гречихи для условий Лесостепи Среднего Поволжья;
методические и селекционно-генетические принципы селекции гречихи на экологическую устойчивость, высокую семенную и нектарную продуктивность, скороспелость и высокое качество продукции;
пути повышения эффективности отборов в селекции гречихи на адаптивность и экологическую устойчивость;
крупноплодный исходный материал - как источник селекционно-
ценных форм при выведении сортов с высокими технологическими свойствами
зерна и потребительскими свойствами крупы;
новые сорта крупноплодной диплоидной гречихи; селекционная, хозяй
ственно - биологическая ценность и эффективность их возделывания.
Диссертационная работа является обобщением тридцатилетних исследований и селекционной работы по гречихе, выполненных автором самостоятельно или при его непосредственном участии в Татарском НИИ сельского хозяйства в период с 1968 по 2002 годы. В исследованиях в разное время принимали участие сотрудники Галактионова В.М., Нижегородцева Л.С., Бойцова Н.А.,
9 Никифорова И.Ю., Кадырова Л.Р., Гайнуллина И.Г., которым автор выражает свою искреннюю благодарность за совместную, многолетнюю работу в практической селекции, результаты которой изложены в этой работе. Автор благодарен сотрудникам института пчеловодства (г. Рыбное, Рязанской области) во главе с заведующим отделом пчелоопыления сельскохозяйственных растений и медоносной базы к. с. - х. н. Бурмистровым А.Н. за совместный труд по изучению вопросов создания генофонда с повышенной нектаропродуктивностью.
Выражаю искреннюю благодарность моему учителю, научному руководителю, Заслуженному деятелю науки РТ, доценту Петелиной Н.Н., Заслуженному деятелю науки РТ и почетному академику АН РТ, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Зиганшину А.А за помощь, оказанную в выполнении настоящей работы.
Гречиха- роль в земледелии и зерновом балансе страны
Гречиха одна из наиболее важных и ценных диетических продовольственных культур. Большим спросом у населения пользуется гречневая крупа-ядрица, как полноценный диетический продукт, содержащий легкоусвояемые организмом белки, жиры, углеводы.
В связи с преобладанием в их составе легкодоступных фракций, белки гречихи более ценны, чем белки злаковых культур. Аминокислотный состав их хорошо сбалансирован и характеризуется повышенным содержанием незаменимых аминокислот, в т.ч. лизина, треонина, которых не достает в других хлебах. Повышенное содержание гистидина в гречневой крупе положительно влияет на рост молодого организма.
Углеводы в гречихе представлены преимущественно крахмалом и содержат незначительное количество клетчатки. Ее жиры отличаются стойкостью к окислению, поэтому гречневая крупа хорошо хранится.
Крупа гречихи содержит ряд веществ необходимых для организма людей, таких как органические кислоты, соли железа, фосфора, кальция, витамины группы В, Е, а также рутин, который является ценнейшим препаратом в лечении сердечно-сосудистых и нервных заболеваний.
Среди всех зерновых гречиха - единственная культура, посевы которой поддерживают кормовую базу пчеловодства, обеспечивая до 40% сборов товарного меда. Гречишный мед обладает целебными свойствами, широко используется при лечении малокровия, легочных и желудочно-кишечных заболеваний.
Гречиха одновременно имеет значение и как кормовая культура. Неполноценное, щуплое зерно (рудяк), а также отходы ее переработки скармливаются птице и свиньям. В смеси с другими зерновыми культурами ее вегетативную массу скармливают на зеленый корм или используют для приготовления силоса.
Народнохозяйственное значение этой культуры не ограничивается использованием только на продовольственные цели. В современных условиях, когда производство направлено на получение экологически чистого сырья, сохранение и улучшение плодородия пахотного слоя, его структурного, микробиологического, фитосанитарного состояния - трудно недооценивать роль гречихи в полевом севообороте, насыщенном зерновыми культурами.
Гречиха способна произрастать на малоплодородных почвах, конкурируя с сорной растительностью и проявляя высокий иммунитет к патогенам. В настоящее время это одна из немногих полевых культур, выращивание которой не требует применения средств химической защиты.
Благодаря активной деятельности корневой системы гречиха переводит труднорастворимые фосфаты почвы в более доступные формы, очищает почву от вредной микрофлоры. Установлено, что благодаря выделяемой корнями гречихи щавелевой кислоте, содержащийся в почве токсичный А1 переходит в менее токсичные для растений А1- хелатные формы (Ma Jion Feng., 1998).
Она является страховой культурой и может использоваться в поукосных посевах и в качестве эффективного сидерата. В дореволюционной России щуплое зерно гречихи высевалось на сидеральных парах. Гречиха способна быстро увеличивать вегетативную массу, и в фазу плодообразования можно запахать до 20 т органического вещества на гектаре, что по удобрительной ценности соответствует 600 кг сульфата аммония, 280 кг суперфосфата и 550 кг калийной соли (Петелина Н.Н., Сагдиева Л.Г., 1973). Вегетативная масса легко измельчается и разлагается в почве, обеспечивая высокие урожаи озимых.
Приведенные доводы убедительно доказывают агротехническую ценность этой культуры и наряду с горохом требуют более широкого возделывания в биологизированных звеньях как почвенного улучшителя.
Разработанная в Каменец-Подольском СХИ Украины безотходная технология выращивания гречихи (Алексеева Е.С., 1996) позволяет получать краси 12 тели из соломы, её экстрагированные остатки, богатые углеводами и целлюлозой, можно использовать как субстрат для выращивания грибов. Исследованиями ученых Московской государственной академии тонкой химической технологии выявлена высокая эффективность применения гречневой лузги в качестве адсорбента для очистки водоемов от масляных пятен в результате загрязнения нефтепродуктами (Пименова А., 2003).
Таким образом, эта поистине удивительно ценная культура заслуживает более широкого возделывания. Предпосылками для этого являются постоянный высокий спрос на продукты ее переработки и высокие рыночные цены на сырье.
В связи с бытующей до настоящего времени хозяйственно- экономической недооценкой гречихи, уровень производства ее в стране остается недостаточным. Максимальное среднегодовое производство, обеспечивающее потребность населения на 54 % отмечалось в 1986-1990 г.г (Терехов А.И., 1997).
Площадь посева гречихи в мире составляет около 4 млн. га, в том числе в Европе - 2,4 млн. га (Посыпанов Г.С.и др., 1997)
В середине последнего десятилетия 20-го века гречихой в России засевалось 1,8 миллиона гектаров, а ежегодные объемы производства крупяного сырья достигали 780 тысяч тонн, при средней урожайности 0,46 т/га. Крупнейшими регионами возделывания гречихи являются Поволжский район, где сосредоточено 27 % всех посевов, Уральский район (21 %), Западно-Сибирский район (14,9 %), Центрально- Черноземный район (12,4 %) и Центральный район (9 %). В аналитическом обзоре, сделанном во ВНРШТЭИ Агропром Козловой Л. в 1997 году, отмечается тенденция роста посевных площадей под этой культурой в Центрально-Черноземных районах в 1,7 раза, Поволжском и Западно-Сибирском в - 1,4 раза, Северо-Кавказском - 2,7 раза. Наблюдается тенденция роста объемов производства гречихи, величина которого в гречихосеющих районах относительно зерновых культур достигла по данным Задорина А.А. (2001) 3,4 %, что связано с расширением площадей и некоторым повышением урожайности посевов.
Эволюционные аспекты становления вида Faqopyrum esculentum и обусловленные этим задачи селекции
Освещая биологические особенности гречихи посевной, большинство авторов подчёркивают особую зависимость величины её урожаев от агроклиматических условий региона (Ашкрумов Г.Г., 1945; Кротов А.С., 1970; Лаханов А.П., 1973, 1977; Ломако, 1996; Макарова Н.Н., 1981; Победоносцева Е.А., 1979; Пульман И. К., 1899; Сабитов A.M., 1983). Фенотипическая обусловленность этого признака общеизвестна для всех полевых культур (Строна И. Г., 1966), однако у гречихи она существенно перекрывает сортовые различия (Анохина Т.А., 1991). Ежегодный анализ урожайных данных Государственного испытания показывает существенную зависимость продуктивности выводимых сортов от экологических условий вегетации. В отдельные годы даже в пределах одного региона размах изменчивости этого признака достигает более 3 т/га.
Эволюция гречихи в отличие от хлебных злаков шла не по пути увеличения продуктивного потенциала растений, а по пути совершенствования защитно-приспособительных функций организма.
Система защитно-приспособительных реакций вида, как известно, зависит от условий, в которых протекает его эволюция (Шмальгаузен И.И., 1968; Дубинин Н.П., 1970). Данные исследований, проведенных в Китае, показали, что родиной гречихи посевной является южная часть Китая, в провинциях которой обнаружено наибольшее количество видов и подвидов рода Faqopyrum (Ohnishi, 1998). Обилие тепла и влаги данного региона направило эволюцию этого вида на продолжительный интенсивный рост, чему способствовали мно 27 гочисленная активная меристема, интенсивное ветвление побегов, высокая усваивающая и поглотительная способность корневой системы, большая площадь листьев и интенсивная транспирация (Кротов А.С.,1975; Фесенко Н.В., 1973, 1976, 1983).
Конкурентоспособность в ценозе как культурных, так и дикорастущих форм F. esculentum Moench достигается аккомодацией ростовых процессов, благодаря которым формируется необходимое соответствие между площадью питания и размерами растений (Завадский, 1968). Однако эволюция на продолжительный рост сформировала негативное свойство растительного организма. При ухудшении условий развития ассимиляты перераспределяются в пользу растущих органов материнского растения, вследствие этого завязь формируется либо неполноценно, либо отмирает (Фесенко Н.В., Мартыненко Г.Е., 1998; Ла-ханов А.П., Балачкова Н.Е., 1986). На одну из причин экологической незащищенности завязей, связанную с низкой степенью реутилизации элементов питания при формировании урожая, указывает Лаханов А.П. с соавторами (1996, 1999). Однако изучение сортовой специфичности темпов накопления и реутилизации питательных веществ обнаружило прогресс в степени реутилизации у современных сортов.
Вид Faqopyrum esculentum не отличается большим морфологическим разнообразием. Это связано, быть может, с тем, что генетическая изменчивость вида пропорциональна её возрасту. Известно, например, что чем старее вид, тем выше у него концентрация мутаций, тем более вид изменчив (А.Н. Созинов и Ю.П. Лаптев 1986). Причины незначительного полиморфизма у гречихи обусловлены еще и узостью ареала распространения этой культуры (Столетова С.А., 1940).
Морфологические различия, наблюдаемые у гречихи, имеют, преимущественно, количественный характер. Именно поэтому А.С. Кротов (1975) после тщательного изучения мировой коллекции гречихи выделил только 19 разновидностей, тогда как по другим, более древним, культивируемым видам растений их насчитывается сотни. Поэтому расширение генетической изменчивости исходного материала для селекции и получение новых форм гречихи имеет важное теоретическое и практическое значение.
Современная концепция селекции гречихи, теоретическое обоснование которой разработал Н.В. Фесенко (1992) исходит из эволюционных аспектов развития вида. В работе "Эволюционные аспекты селекции растений" автор отмечает, что "следствием эволюции гречихи на интенсивный и неограниченный рост явилась неспособность растений к адаптивному регулированию ритма онтогенетических процессов, наложение фаз вегетативного и генеративного развития, образование неограниченного во времени количества цветков, высокая экологическая чувствительность развивающихся завязей и т.д.» (1992). С учетом этого, решение проблемы стабилизации высокого уровня урожайности гречихи возможно созданием форм с ограниченным потенциалом общего цветения, но высоким потенциалом продуктивного цветения. Работа с детерминант-ными сортами привели учёного к заключению, что ключевым моментом в решении проблемы повышения семенной продуктивности гречихи является усиление физиологической детерминации роста (1976).
Разработанная им эволюционная концепция селекции гречихи посевной позволила углубить поиск генотипов с измененной архитектоникой и оптимальной структурой гречишного растения (Фесенко Н.В.,1978; Фесенко Н.В.и др, 1991,1992,1993; Коблев С.Ю., Котляр А.И., 1992; Мартыненко Г.Е., Фесенко Н.В., Котляр А.И., 1993, 1994;).
Дальнейшую перспективу культурной эволюции гречихи Н.В.Фесенко связывает с качественными преобразованиями защитно-приспособительных механизмов в направлении усиления экологической защищённости процесса плодообразования. Для этого необходимо повысить способность растения к развитию в широком диапазоне температур, а также обеспечить стабильность снабжения завязей ассимилятами и водой. По мнению автора слабо выраженная экотипическая изменчивость гречихи может быть преодолена путём использования мутационной изменчивости, т.к. мутационный резерв исключительно богат селекционно-ценными формами (1991). Руководимым им коллективом из популяционного резерва гречихи извлечены новые мутации с ограниченным потенциалом роста и ветвления, детерминантным типом развития, с измененной архитектоникой листовой системы, положившие основу для создания серии оригинальных хозяйственно ценных сортов (Коблев С.Ю., 1983, Мартыненко Г.Е. 1984; Суворова Г.Н., 1990; ФесенкоМ.А.,1997).
Особенности развития гречихи в годы, различающиеся по климатическим условиям
Это является следствием проявления защитно-приспособительных реакций вида, который на любое ухудшение условий образования урожая отзывается возобновлением побегообразования и цветообразования (ремонтантность).
Снижение среднесуточных температур и переход ночных температур за 10 тепла и ниже в неблагоприятные годы прерывало процесс налива семян до наступления их физиологической спелости, вследствие чего отмечалась плохая выполненность плодов. Между семенной продуктивностью и длиной вегетационного периода по этой выборке лет наблюдалась достаточно чёткая отрицательная корреляция (г = - 0,618).
В урожайные годы количество кризисных дней с максимальными дневными температурами выше 26 С было меньше на 15, дней с минимальной относительной влажностью воздуха ниже 45 % - на 20, с ливневыми осадками -на 12.
Ход среднесуточных температур в эти годы был более равномерен (на рисунке 4 температурная кривая имеет более пологую вершину) и достигает максимальных значений в фазу массового цветения. В это время растения менее подвержены влиянию внешних условий, отрицательное воздействие которых не вызывает необратимых изменений и компенсируется образованием дополнительного цветения.
Количество осадков, выпавшее за вегетацию, было близко к средней многолетней норме. Осадки выпадали равномерно, в течение всей вегетации.
Генетически обусловленный уровень семенной продуктивности сортов наиболее полно реализовался в 1989, 1990 и 1997 годах. Сравнительно равномерный ход суточных температур этих лет (без резких перепадов) частое и равномерное выпадение осадков в течение вегетации обеспечило нормальный ход обменных процессов, максимально мобилизовало биоклиматический потенциал условий на формирование урожая.
Анализ погоды за тридцатилетний период, характеризующий климатические условия вегетации гречихи в условиях Предкамья Татарстана свидетельствует, что в большинстве лет в этой зоне выпадает достаточное количество осадков, способное обеспечить урожайность гречихи порядка 2,0 т/га и выше. Однако неравномерность осадков по фазам развития и их ливневый характер приводят к чрезмерному уплотнению почвы, а также к потерям уже сформированного урожая вследствие выбивания плодов градом или крупными каплями дождя, что часто является причиной недобора зерна.
Обобщая сказанное, следует отметить что, благоприятной вегетации гречихи в зоне исследований препятствуют длительные весенне-летние засухи, поздневесенние и раннеосенние заморозки, ночные понижения температуры различной силы и продолжительности. Опасны осадки, выпадающие в виде ливня или града и уничтожающие практически весь урожай. Отсюда и главная задача селекции гречихи - стабильное получение высоких урожаев зерна, которая может быть реализована, по крайней мере, двумя путями. Первый- создание холодостойких, скороспелых сортов, позволяющих несколько сдвинуть сроки посева и уборки этой культуры на более ранние сроки, тем самым, смещая наиболее критический период формирования урожая на менее засушливое время -конец июня начало июля. Однако возделывание подобных сортов будет ограничено, и приемлемо главным образом для энергонасыщенных хозяйств. В хозяйствах менее обеспеченных техникой это создаст некоторое напряжение в уборочном конвейере, занятым уборкой ранних хлебов. Второе направление -создание среднеспелых, засухоустойчивых сортов, предназначенных для возделывания в традиционные сроки и заканчивающих вегетацию во второй декаде августа. Обозначенные модели сортов должны сочетать в себе признаки устойчивости к неблагоприятным факторам среды, интенсивности и дружности репродукционных процессов, нектаропродуктивности и высоких технологических и потребительских свойств зерна и крупы.
На селекционно-семеноводческих посевах гречихи применяли технологию, принятую для крупноплодных сортов гречихи в Татарстане (1992). Предшественниками были озимая рожь, горох, яровая пшеница. Осенью после уборки предшественника проводили лущение стерни и раннюю зяблевую вспашку с оборотом пласта на глубину пахотного слоя. Весной после закрытия влаги осуществляли первую глубокую (10-12 см) культивацию с последующим прикатыванием тяжёлыми кольчато-шпоровыми катками. Предпосевную культивацию проводили на глубину заделки семян без прикатывания.
Удобрения вносили дробно: осенью — фосфоритная мука и калийные удобрения, весной перед посевом или одновременно с посевом — сложные удобрения. Расчетно-балансовым методом создавали фон питания для растений на продуктивность 2,5 т/га. Сроки сева основных питомников и участков размножения были ориентированы нами на оптимальное прогревание почвы, обеспечивающее нормальные всходы, и ежегодно проводили с 15 по 30 мая. Питомник раннего, провокационного срока сева высевали вслед за посевом гороха и других ранних яровых культур не позже 8 мая. Питомник позднего провокационного срока высевали в интервале с 15 по 22 июня. Родительские формы для гибридизации высевали кассетной сеялкой СКС-6-10 с площадью питания 5x30 см, селекционные образцы — сеялкой ССФК-6-10 с площадью питания 5x45 см, питомники испытания и размножения — сеялкой ССФК-7 из расчета 1,5 млн. семян на гектар при широкорядном способе сева, 2,0 млн. - при сплошном рядовом способе. Участки размножения засевали зерновой сеялкой СЗА 3,6 широкорядным способом с нормой высева 1,0-1,2 млн.семян /га. Засоренность снижали довсходовым боронованием и двукратной обработкой междурядий. Участки размножения сортов и популяций убирали двухфазно комбайнами Sampo-500 и СК-5, а селекционные питомники — вручную с обмолотом снопов на самоходных молотилках "Hege" и Sampo-130. Питомники испытаний убирали на Sampo-130.
Особенности селекционного процесса при выведении сортов для условий Среднего Поволжья
Большая часть этих сортов в условиях Предкамской зоны имела продолжительный период созревания, достигающий в отдельные годы до ПО дней, что обусловлено у большинства из них большим потенциалом роста, ветвления, цветообразования. Другим их недостатком является полегание растений в период налива зерна, обусловленное, главным образом, тонкостебельностью и недостаточной выполненностью соломины.
В одной группе урожайности со стандартом были сорта Чишминская, Демская, Уфимская, Снежеть, Тройка, Деметра, Курская 87, Сумчанка, Белорусская детерминантная, Черноглазка, Татьяна, перспективные номера и сорта Сиб НИИР и С, Самрского НИИСХ, Нижегородского НИИАПК, Казахского НИИСХ. Сорта БашНИИСХ, СибНИИР и С и Казахского НИИСХ завершали вегетацию в среднем за 76 - 84 дня. По технологическим и крупяным качествам на уровне стандарта были лишь сорта и перспективные номера селекции Сиб НИИР и С.
Полученные в экологическом испытании данные подтверждаются и результатами испытания большей части этого набора сортов на сортоучастках республики. Обобщены результаты испытания 41 сорта 12 селекционных учреждений других Российских регионов за период с 1972 по 1998 годы (приложение 1). Урожайность крупноплодного стандарта значимо превзошли по одно-двухлетним данным только сорта Чишминская 2, Астра, Молва. Еще 8 сортов имели урожайность на уровне стандарта (Курская 87, Ирменка, Тройка, Дождик, Шортандинская крупнозерная, Триумф, Орловчанка, Чишминская). В основном это сорта, имеющие свою родословную от генофонда крупноплодной гречихи, полученного на основе сортотипа «Краснострелецкий».
Обобщение приведенных данных, накопленных за годы исследований, позволяет нам утверждать, что для возделывания в условиях Среднего Поволжья пригодны засухоустойчивые, скороспелые, дружносозревающие сорта, полученные на основе генофонда, созданного с участием оригинального материала Татарского НИИСХ. Повышение продуктивности сортов путем увеличения морфологического потенциала растений с вовлечением в гибридизацию образцов из селекционных учреждений западных регионов России и стран СНГ неизбежно влечет увеличение вегетационного периода, потерю дружности созревания, а при отсутствии давления отбора и снижение крупности и выравненно-сти плодов.
Об объемах селекционной проработки материала в Тат НИИСХ за годы исследований можно судить по данным, представленным в приложении 3. Многолетняя практика селекционной работы с гречихой показала, что результативность отборов повышается с увеличением объемов селекционной проработки и более глубокой дифференциации селекционного материала по группам отбора. Многоплановость задач, обширный и разнообразный генофонд, имеющийся в работе позволяет нам формировать до 15 селекционных питомников ежегодно. Наибольшее количество материала сосредоточено в провокационных и селекционных питомниках, что продиктовано задачами селекции направленными на усиление адаптивных свойств новых сортов путем повышения термо-и засухоустойчивости растений. За годы исследований нами проработано свыше 153 тыс. селекционных номеров, сформировано 955 сложных популяций. В конкурсном испытании изучено 90 номеров. Из их числа - 14 были переданы в разные годы на Государственное сортоиспытание. Исходный материал крупноплодной гречихи представлен несколькими группами, различающимися как по архитектонике растений, так и по морфологии зерна. Самую большую группу представляют растения - фасцианты, отбираемые главным образом из провокационных питомников. Впервые эти формы в крупноплодном материале диплоидной гречихи возникли путем вовлечения в гибридизацию пыльцы тетраплоидной гречихи, выступавшего в качестве индуктора новообразований в формирующейся диплоидной зиготе (Петелина Н.Н., 1961). Подхваченные отбором фасцианты, постоянно присутствуют в большом многообразии в крупноплодных гибридных популяциях. В процессе рекомбиногенеза генетического материала фасциации и других морфотипов популяци-онный резерв пополняется новыми формами, сочетающими в себе ценные признаки и свойства.
Оценивая разнообразие морфологических признаков, следует, прежде всего, упомянуть об изменениях фасциированных растений, затрагивающих целый комплекс признаков. Наиболее характерным признаком для этой группы растений является ограниченный потенциал роста и ветвления, толстый неполегающий стебель с каллусными образованиями на нижних узлах, развитая фо-тосинтезирующая поверхность. Листья крупные на длинных толстых черешках в нижней части растения и укрупнённые, облегающие стебель в верхней его части. Репродуктивная система предельно сконцентрирована на верхних узлах главного и боковых побегов. Корневая система отличается мощным развитием при сильном разветвлении вторичных корешков у поверхности почвы. Мощность корневой системы коррелирует с толщиной сосудисто - проводящей системы стебля. Крупные листья с толстой губчатой тканью и толстый стебель характерный для этих форм являются местом депонирования ассимилянтов и влаги. Благодаря этим особенностям в них оптимально сочетаются мощная сосущая сила корней, благоприятный водный и фотосинтезирующий режим листьев, аттрагирующая способность плодов, что в сумме обуславливает высокую энергию образования урожая и продуктивность. Большая часть материалов отбора представлена этой группой растений.
Характер и степень проявления фасциации позволяет нам, в свою очередь, разделить эту группу ещё по нескольким направлениям. группа (ТВС). Ветвление ограничено 2-4 побегами I порядка и 2-3- II порядка. Фасциации охватывают верхушечную часть побега, благодаря которому репродуктивная сфера представлена одним крупным хорошо озерненным шаровидным или щитковидным соцветием на побеге и ветвях. Боковые соцветия на ветвях и стебле редуцированы (фото 2).
