Введение к работе
Актуальность исследований. Увеличение производства зерна пшеницы является главной задачей сельского хозяйства на Дальнем Востоке. Снижение в последние годы показателей выхода растениеводческой продукции связано с общим падением сельского хозяйства региона, а это сокращение посевных площадей под культурой, высокая себестоимость зерна и неконкурентоспособность с завозом из других областей России.
Поэтому необходимость увеличения производства зерна на месте становится все более актуальной. В комплексе мероприятий, направленных на достижение этой цели, важная роль принадлежит сорту, на долю которого приходится до 40 % прироста урожая.
Озимая пшеница, несмотря на огромное продовольственное и хозяйственно-экономическое значение, недостаточно распространена в Приморском крае, где в большей степени возделывается яровая. Сдерживающим фактором широкого распространения озимой пшеницы является частая гибель посевов (2-3 года из 10 лет) из-за малоснежных зим и отсутствия сортов, обладающих высокой устойчивостью к стрессовым условиям перезимовки.
В связи с высоким риском возделывания сортов озимой пшеницы в условиях региона, устойчивое производство зерна пшеницы может быть обеспечено, главным образом, за счет яровой с высоким биологическим потенциалом.
Многие селекционеры считают, что целесообразность привлечения в селекцию яровой пшеницы озимых форм обусловлена, как правило, их более высокой продуктивностью и набором ценных селекционно-хозяйственнных признаков.
Опыт применения озимой пшеницы в селекции яровой в условиях Приморского края имеется. С использованием в гибридизации озимой пшеницы Безостая 1, урожайность которой в местных условиях составляла среднем 3,6 т/га, был создан и районирован в 1991 году по Дальневосточной зоне сорт Приморская 21, с урожайностью в среднем за годы изучения 2,9 т/га. Однако, производству региона необходимы новые высокопродуктивные сорта яровой пшеницы, с высокими технологическими качествами зерна.
В решении этой проблемы большой интерес представляет использование в селекции современных инорайонных сортов озимой пшеницы, которые формируют урожай до 8-10 т/га и обладают устойчивостью к стрессовым факторам в Приморском крае.
Степень разработанности темы исследований. Большой вклад в создание местных сортов и развитие селекции пшеницы внесли А.Г. Воложенин, А.С. Слабко, Л.С. Романченко. На первом этапе создавались сорта, полученные методом массового и индивидуального отбора, привлекались образцы из коллекции ВИР. В дальнейшем методом отбора из местной пшеницы Шкотовского района в 1949 году был получен сорт яровой пшеницы
Дальневосточная, обладающий устойчивостью к стеблевой ржавчине и пыльной головне. По хлебопекарным качествам он отнесен к сильным пшеницам. Районирован в Дальневосточном регионе (Приморский и Хабаровский края, Амурская и Сахалинская области) с 1951 года. Скрещивая болезнестойкий сорт Тетчер с сортом Штрубе, А.С. Слабко с помощниками вывела новый сорт яровой мягкой пшеницы Приморская 3, районированный в крае с 1959 года. На Анучинском сортоучастке агрономом А.М. Ижко был выведен сорт яровой пшеницы Монакинка, который районирован с 1961 года в Приморском и Хабаровском краях. А.В. Зайцевой методом многократного индивидуального отбора из сорта Дальневосточная (подзимний посев) был создан сорт Приморская 14, районированный по Приморскому краю с 1977 года.
С 1961 г. в селекционной работе с пшеницей начало развиваться новое направление – гибридизация сортов яровой пшеницы с озимыми (Безостая 1, Кунцевская 45, Мироновская 808 и др.).
Селекционер Ю.В. Меланич для селекционной работы с яровой пшеницей в этих целях использовал озимые сорта, которые обладали высоким потенциалом продуктивности. Сорт Приморская 21 выведен в Приморском НИИСХ методом гибридизации (Эритроспермум 6 х Акадия) х Безостая 1), районирован с 1991 года. В создании сорта принимали участие А.В. Зайцева, Ю.В. Меланич, З.Г. Смирнова.
Это дало возможность получить новый исходный материал и создать сорта яровой мягкой пшеницы – Приморская 39 (создан путем трансформации озимого сорта Ильичевка в яровую форму с последующим индивидуальным отбором) и Приморская 40 (выведен в Приморском НИИСХ путем скрещивания WW1551 (Швеция) х Приморская 21).
В последнее время в Приморском НИИСХ в селекции с яровой пшеницей взято направление на создание нового высокопродуктивного, устойчивого к неблагоприятным факторам среды, с высокими технологическими показателями, толерантного к основным болезням (пыльная головня, фузариоз колоса и др.) исходного материала с использованием сортов озимой пшеницы. Большой интерес для селекции представляет изучение яровых и озимых сортов по элементам продуктивности (озерненность колоса, крупность зерна, продуктивная кустистость и др.), из которых, в конечном счете, слагается урожайность.
Цель исследований – использование лучших сортов озимой пшеницы для селекции новых, более урожайных сортов яровой пшеницы, обладающих повышенной адаптивностью, отвечающих требованиям современного производства Приморского края.
Задачи исследований:
1. Изучить сорта озимой пшеницы различного происхождения на устойчивость к изменению экологических условий.
2. Определить возможность повышения потенциала продуктивности яровой пшеницы
путем включения в гибридизацию сортов озимой пшеницы.
3. Подобрать сорта-источники озимой пшеницы с ценными селекционно-
хозяйственными признаками для создания сортов яровой пшеницы, обеспечивающих высокую
урожайность и хорошее качество зерна.
Научная новизна исследований. На основании комплексной оценки сортов озимой пшеницы нового поколения из разных регионов России по количественным признакам и биологическим свойствам выделены образцы, представляющие ценность для селекции яровой пшеницы по продуктивности, короткостебельности, устойчивости к полеганию и грибным болезням, максимальной выраженности элементов структуры урожайности.
С использованием сортов озимой пшеницы в гибридизации с яровыми получен перспективный исходный материал для создания новых более урожайных сортов, отвечающих требованиям современного сельскохозяйственного производства.
Выделенные по зимостойкости, урожайности и технологическим качествам зерна сорта озимой пшеницы (Омская озимая, Московская 39, Московская 56, Афина и др.), которые в условиях Приморского края формируют 5-7 т/га, рекомендованы для испытания в Государственную комиссию Российской Федерации по 12 Дальневосточному региону и использованию в производстве.
Теоретическая значимость. В ходе проведения исследований по изучению в условиях Приморского края инорайонных сортов озимой мягкой пшеницы, установлены корреляционные связи основных компонентов структуры урожая растений, выделены элементы, определяющие общую продуктивность сорта, его экологическую пластичность и стабильность.
Выявлены корреляционные зависимости показателей морфологического строения стебля, структурных элементов продуктивности, позволяющие более целенаправленно проводить отбор из гибридных популяций.
Показана роль фенольных соединений в повышении устойчивости сортов озимой пшеницы к неблагоприятным факторам среды.
Практическая значимость. На основе полевых и лабораторных оценок сортов озимой мягкой пшеницы из разных регионов России, выделены сорта, которые сочетают высокую продуктивность с устойчивостью к полеганию, болезням, обладают высоким качеством зерна и могут быть использованы в селекции яровой пшеницы. С использованием выделенных генетических источников ценных селекционно-хозяйственных признаков сортов озимой пшеницы: Вита, Память, Немчиновская 57, Дон 95, Волжская 100 и др. за 2009-2014 гг. проведены скрещивания по 485 гибридным комбинациям. Получен ценный селекционный материал, который изучается по схеме селекционного процесса, в том числе: гибридном питомнике – 4715 гибри-
дов, селекционном питомнике – 82 гибридные комбинации, контрольном питомнике – 13.
В производственных условиях в 2014-2015 гг. на площади 9 га высевался сорт озимой пшеницы Московская 39, урожайность которого составила 5 т/га. Эффективность рекомендации была апробирована в Михайловском районе КФХ «Стаценко А.М.» и Кировском – КФХ «Нужный С.Л.». Урожайность в данных хозяйствах в благоприятные годы достигала 4,0-5,0 т/га.
Личное участие соискателя в получении результатов исследований, изложенных в диссертации. Соискатель принимала непосредственное творческое и практическое участие в планировании и проведении исследований, в составлении схем внутривидовых скрещиваний, гибридизации яровой пшеницы с озимыми, проведении фенологических наблюдений, анализе структуры урожая этих культур.
Методология и методы исследований. Научная методология основывается на системном подходе к изучаемой проблеме и комплексном рассмотрении процессов селекции яровой пшеницы. В исследованиях использовались методы: эмпирические – наблюдение, описание, измерение и др.; теоретические – формализация, аксиоматизация и др.; общенаучные – анализ, синтез, обобщение, классификация и др. Полевые и лабораторные опыты проводились по общепринятым методикам.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Экологическая пластичность и стабильность урожайности сортов озимой пшеницы
инорайонного происхождения в условиях Приморского края.
-
Источники ценных селекционно-хозяйственных признаков среди сортов озимой пшеницы для использования в селекции яровой пшеницы.
-
Характеристика гибридных комбинаций, полученных с использованием выделенных источников озимой пшеницы с высокими хозяйственно-биологическими признаками.
Достоверность результатов исследований обеспечена пятилетними исследованиями, постановкой необходимого числа экспериментов, значительным объемом фактического материала. Опыты проводились по утвержденным методикам, ежегодно принимались методической комиссией ФГБНУ «Приморский НИИСХ» с хорошими и отличными оценками. Выводы подтверждены созданным ценным селекционным материалом и внедрением в производство, математическими расчетами, стандартными статистическими методами.
Апробация работы. Основные положения диссертации апробированы на межвузовской конференции «Молодые ученые – агропромышленному комплексу Дальнего Востока» (г. Уссурийск, 2012 г.), конкурс-конференции молодых ученых ФГБНУ «Приморский НИИСХ» (п. Тимирязевский 2011-2014 гг.) и ученом совете ФГБНУ «Приморский НИИСХ» в 2015 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 статей, из них 4 – в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией Российской Федерации и 1 – в зарубежном издании.
По теме диссертационной работы был выигран грант Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно технической сфере «УМНИК», который выполнялся с 2011 по 2013 гг. Получено 2 авторских свидетельства и 2 патента на новые селекционные достижения.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 200 страницах