Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние и основные направления исследований по селекции яровой пшеницы в Российской Федерации (обзор литературы) 10
1.1.Производство зерна яровой пшеницы в Центре Нечерноземной зоны РФ 12
1.2. Селекция на экологическую пластичность и стабильность по урожайности зерна 20
1.3. Селекция на качество зерна 34
1.4.Селекция на устойчивость к грибным болезням 46
Глава 2. Агрометеорологические условия, исходный материал и методика проведения исследований 60
2.1. Агрометеорологические условия в. годы проведения исследований 60
2.2. Исходный материал и методика проведения исследований 74
Глава 3. Селекция яровой пшеницы на высокий потенциал урожайности 82
3.1. Исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы в условиях Центра Нечерноземной зоны РФ 83
3.2. Эффективность использования озимых форм в селекции яровой мягкой пшеницы 102
3.3. Изменчивость и сопряженность признаков продуктивности 126
3.4. Оценка сортов яровой мягкой пшеницы по пластичности и стабильности 150
Глава 4. Селекция на улучшение показателей качества зерна яровой мягкой пшеницы 160
4.1. Особенности технологических свойств зерна у сортов яровой мягкой пшеницы селекции Московского НИИСХ «Немчиновка» 162
4.2. Роль родительских форм в селекции на качество зерна яровой мягкой пшеницы 187
Глава 5. Селекция на устойчивость к прорастанию зерна в колосе 201
Глава 6. Селекция на устойчивость к грибным болезням 224
6.1. Селекция яровой пшеницы на устойчивость к бурой ржавчине...230
6.2. Селекция яровой пшеницы на устойчивость к мучнистой росе...246
6.3. Селекция яровой пшеницы на устойчивость к септориозу 258
Глава 7. Селекция яровой мягкой пшеницы на засухоустойчивость и алюмоустойчивость 268
7.1. Селекция яровой мягкой пшеницы на засухоустойчивость 268
7.2. Селекция яровой мягкой пшеницы на алюмоустойчивость 285
Глава 8. Основные итоги селекции яровой мягкой пшеницы в Московском НИИСХ «Немчиновка» за 1987-2010 г.г 290
Выводы 307
Предложения и рекомендации 313
Список использованной литературы 316
Приложения 349
- Селекция на экологическую пластичность и стабильность по урожайности зерна
- Агрометеорологические условия в. годы проведения исследований
- Эффективность использования озимых форм в селекции яровой мягкой пшеницы
- Роль родительских форм в селекции на качество зерна яровой мягкой пшеницы
Введение к работе
Актуальность проблемы. В зерновом поле России до начала 50-х годов ХХ века значительный удельный вес занимала яровая пшеница. Площади под посевами в Нечерноземной зоне превышали 1 млн. га. В последующий период посевы ее в Центральном регионе страны были резко сокращены. В настоящее время остро стоит проблема обеспечения регионов хлебом за счет местных ресурсов, при этом для производства определяющими стали не только максимальные возможности сорта, но и экологическая устойчивость новых сортов, включающая устойчивость к биотическим и абиотическим стрессорам. Урожайность яровой мягкой пшеницы в Центре Нечерноземной зоны России, как правило, реализуется в производственных условиях на 50-60%, что зависит как от биологических особенностей сорта и факторов среды, регулируемых человеком (технологии), так и от почвенно-климатических особенностей региона (Неттевич Э.Д., 2001). Поскольку каждый регион характеризуется определенным комплексом природных условий, в том числе спецификой проявления благоприятных и экстремальных экологических факторов, селекционные программы должны ориентированными на максимальное использование благоприятных факторов внешней среды и устойчивости к тем экологическим стрессорам, которые в наибольшей степени ограничивают величину и качество урожая в данной почвенно-климатической зоне ( Жученко А.А., 2008).
При создании сортов яровой мягкой пшеницы, адаптированных к условиям Центра Нечерноземной зоны РФ, необходимо всестороннее изучение и синтез нового исходного материала на основе разработки и совершенствования современных методов его создания и испытания на устойчивость к неблагоприятным воздействиям внешней среды.
При разработке стратегии селекции следует принимать во внимание, что в настоящее время неизбежна дифференциация хозяйств по наличию условий, необходимых для реализации различного уровня урожайности сортов яровой пшеницы и, как следствие, создание сортов для разного уровня урожайности и технологий возделывания.
Цель и задачи исследований. Главной целью исследований является создание и внедрение в производство новых высокоурожайных сортов яровой мягкой пшеницы, приспособленных к почвенно-климатическим условиям Центра Нечерноземной зоны России, устойчивых к стрессовым факторам внешней среды, обладающих высокой и стабильной по годам урожайностью с хорошими технологическими качествами зерна.
В связи с этим в задачу исследований входило:
- проанализировать состояние селекции яровой мягкой пшеницы в Центре Нечерноземной зоны РФ и определить приоритетные направления и эффективные методы селекционного улучшения этой культуры;
- изучить и оценить образцы мировой коллекции яровой пшеницы с целью выделения новых доноров и источников селекционно-ценных признаков;
- создать новый селекционный материал на основе усовершенствованных селекционных методов и приемов путем гибридизации, в том числе с использованием озимых форм;
- установить закономерности, определяющие особенности формирования урожайности яровой мягкой пшеницы в условиях Центрального Нечерноземья в зависимости от уровня влагообеспеченности с учетом величины гидротермического коэффициента (ГТК). Определить при этом основные изменения морфологических и физиологических признаков и их взаимосвязь с уровнем урожайности;
- выявить возможность селекционного улучшения качества зерна у сортов яровой мягкой пшеницы в Центре Нечерноземной зоны РФ;
- обосновать главные направления устойчивости яровой мягкой пшеницы к наиболее вредоносным болезням (мучнистой росе, бурой ржавчине, септориозу). Создать сорта с высокой степенью устойчивости к данным патогенам;
- изучить реакцию сортов яровой мягкой пшеницы к водному дефициту и повреждению корневой системы. Дифференцировать сорта различных экотипов по выносливости к условиям засухи и повышенной кислотности почвы;
- создать и внедрить в производство высокоурожайные сорта яровой мягкой пшеницы с хорошими технологическими качествами зерна, адаптированные к условиям Центра Нечерноземной зоны РФ.
Научная новизна. Проанализированы результаты многолетних исследований по созданию высокоурожайных сортов яровой мягкой пшеницы в условиях Центра Нечерноземной зоны РФ.
Показано, что в условиях Центрального Нечерноземья, где наблюдается снижение гидротермического коэффициента практически по всем месяцам вегетационного периода (данные 1984-2008 г.г.), потенциал урожайности и его стабильность в значительной степени зависят от водного и температурного режима в мае (r =0,39) и июне (r= 0,57), что определяет стратегию селекции яровой пшеницы в регионе и ее ориентированность на экологическую стабильность и засухоустойчивость.
Установлены закономерности, определяющие формирование уровня урожайности яровой мягкой пшеницы в условиях Центра Нечерноземной зоны РФ в зависимости от уровня влагообеспеченности с учетом величины гидротермического коэффициента (ГТК) по месяцам вегетации. Определены основные изменения морфологических и физиологических признаков и их связь с урожайностью.
Изучен 2181 коллекционный образец яровой мягкой пшеницы по комплексу хозяйственно-ценных признаков. Выделены 1130 источников наиболее ценных для конкретной почвенно-климатической зоны признаков, на основе которых создан новый исходный материал.
Теоретически обоснована и подтверждена практическими результатами эффективность метода использования озимых форм в селекции яровой мягкой пшеницы. Установлено, что использование озимого компонента позволяет повысить потенциал продуктивности яровой пшеницы в первую очередь за счет увеличения массы 1000 зерен при перманентном отборе скороспелых форм с ранних гибридных поколений.
Созданы и использованы в селекционных программах новые источники невосприимчивости яровой пшеницы к основным листовым болезням. Проведена многолетняя оценка эффективности известных генов устойчивости к бурой ржавчине и мучнистой росе в условиях Центрального Нечерноземья.
Выявлены сортовые особенности формирования основных технологических показателей качества зерна у яровой мягкой пшеницы в условиях Центра Нечерноземной зоны РФ.
Показана возможность дифференциации сортов яровой мягкой пшеницы различных экотипов по выносливости к условиям засухи и повышенной кислотности почвы на основе экспериментального анализа адаптивной реакции яровой пшеницы к водному дефициту и повышенному содержанию подвижных ионов алюминия.
Научная новизна работы подтверждена пятью авторскими свидетельствами и пятью патентами на созданные сорта.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
Установлена связь урожайности и определяющих ее элементов структуры у яровой мягкой пшеницы с уровнем гидротермического коэффициента (ГТК) по месяцам вегетационного периода, что позволило определить стратегию селекции яровой мягкой пшеницы в условиях Центра Нечерноземной зоны РФ, направленную на создание сортов с высоким уровнем экологической стабильности, устойчивых к абиотическим (засуха почвенная и атмосферная, высокая кислотность почвы, прорастание зерна в колосе) и биотическим (устойчивость к наиболее вредоносным болезням) стрессорам.
Выделены 1130 источников хозяйственно-ценных признаков для условий Центра Нечерноземной зоны РФ. На их базе созданы новые исходные форм яровой мягкой пшеницы, используемые в селекционных программах как в Московском НИИСХ «Немчиновка», так и в других селекционных учреждениях Российской Федерации и стран ближнего зарубежья.
На практике реализована возможность создания высокопродуктивных сортов яровой мягкой пшеницы методом вовлечения в скрещивания озимых компонентов в качестве доноров хозяйственно-ценных признаков. Этим методом созданы сорта яровой мягкой пшеницы Эстер, Аэстина и Любава.
В результате селекционной работы создано одиннадцать сортов яровой мягкой пшеницы. Пять из них: Лада (регионы допуска 2,3,4,10), Амир (регионы допуска 2,4,7), МИС (регионы допуска 2,3,4,7 ), Эстер ( регионы допуска 2,3,4,7) и Злата (регионы допуска 1,3,7) включены в Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию. Сорта Мильтурум 63, Энгелина, Подмосковная 10, Аэстина, Юбилейная 80 и Любава проходят Государственное испытание. На сорта Лада, Амир, МИС, Эстер и Злата получены патенты РФ.
Ежегодная площадь под сортами достигает более 2 млн.га. Дополнительный сбор зерна от внедрения в производство новых сортов составляет более 200 тыс. тонн.
Апробация работы и публикация результатов исследований. Основные положения работы доложены на Международных (Анкара, 1996; Краснодар, 1995; Москва, 1999; Казань, 2000), Всероссийских (Омск, 1988; Немчиновка, 1998; Москва, 2003) и региональных (Немчиновка 1987, 1991, 1998, 2006, 2008) научно-методических, координационных и научно-практических конференциях и совещаниях.
По теме диссертации опубликовано 46 работ, получено пять авторских свидетельств и пять патентов.
Основные положения, выносимые на защиту:
- определение приоритетных направлений в селекции яровой мягкой пшеницы для условий Центра Нечерноземной зоны РФ;
- зависимость уровня урожайности яровой мягкой пшеницы в условиях Центра Нечерноземной зоны РФ от уровня влагообеспеченности с учетом ГТК по месяцам вегетационного периода;
- новые приемы и методы создания исходного материала яровой мягкой пшеницы для условий Центра Нечерноземной зоны РФ;
- особенности селекции яровой мягкой пшеницы на устойчивость к биотическим и абиотическим стрессовым факторам;
- новые источники устойчивости яровой мягкой пшеницы к мучнистой росе, бурой ржавчине и септориозу;
- взаимосвязь хозяйственно-ценных признаков, определяющая приспособленность сортов яровой мягкой пшеницы к конкретным почвенно-климатическим условиям Нечерноземной зоны, а так же стабильность продуктивности и качества зерна;
- новые сорта яровой мягкой пшеницы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав, выводов, практических рекомендаций для селекции и производства, списка литературы, включающего 310 источников, из них 75 на иностранных языках. Работа изложена на 302 страницах машинописного текста, содержит 78 таблиц, 42 рисунка, 8 приложений.
Выражаю глубокую благодарность и кланяюсь светлой памяти моего учителя дважды Лауреата Государственной премии, академика РАСХН, доктора биологических наук Неттевича Э.Д.
Выражаю искреннюю благодарность за ценные советы, содействие и помощь в проведении исследований и написании рукописи академику РАСХН, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Гончаренко А.А., академику РАСХН, доктору сельскохозяйственных наук, профессору Сандухадзе Б.И., кандидату сельскохозяйственных наук Марченковой Л.А., кандидату технических наук Беркутовой Н.С., доктору биологических наук Рыбаковой М.И., кандидату сельскохозяйственных наук Коломиец Т.М., доктору биологических наук Ниловской Н.Т., сотрудникам лаборатории селекции и первичного семеноводства яровой пшеницы, лаборатории технологии зерна, лаборатории семеноведения, искусственного климата и др.
Селекция на экологическую пластичность и стабильность по урожайности зерна
Главное направление в селекции, от которого зависит перспектива возделывания яровой пшеницы в Нечерноземной зоне, связано, прежде всего, с повышением общего потенциала продуктивности данной культуры. Практика показывает, что именно это свойство во многом определяет уровень стабильность урожайности и качества зерна. Из многих требований, предъявляемых к современным сортам, на первое место выдвигается устойчивость к лимитирующим урожайность факторам внешней среды (Неттевич Э.Д., 1985).
Внастоящее время селекция достигла больших успехов в направлении повышения потенциала урожайности. У современных сортов он довольно высокого уровня — 6,5-8,0 т/га. Дальнейшее повышение урожайности селекционеры чаще всего связывают с созданием высокоинтенсивных сортов, т.е. сортов, способных отвечать большими прибавками урожая на дополнительные вложения в агротехнику, и, пластичных сортов, способных обеспечивать получение достаточно высоких урожаев зерна в различные по метеорологическим условиям годы (Голик B.C., 1986). Сорта для интенсивных технологий возделывания должны обладать устойчивостью к применению гербицидов и других пестицидов. Интенсивность и пластичность — в значительной мере альтернативные, свойства. Для многих районов нашей страны с неблагоприятными! почвенно-климатическими условиями (засухи, засоленные почвы и т.д.) речь может идти только о создании полуинтенсивных сортов (Пыльнев В.В., 2001).
Подъем урожайности и валовых сборов сельскохозяйственных культур, в том числе яровой пшеницы, базируется на широком круге мероприятий, среди которых на одно из первых мест ставится создание и ускоренное внедрение в производство новых высокоурожайных сортов и гибридов (Бороевич С, 1984).
По данным С. Бороевича (1984), 50-60 % успеха в производстве культуры могут быть отнесены за счет селекционного улучшения и 40-50 % - за счет улучшения технологии. А.А. Жученко (1990), обобщая данные ряда авторов, приводит сведения по прогрессу за счет селекции от 20 до 70 %. Современный уровень сельскохозяйственного производства предъявляет особенно высокие требования к сортам выращиваемых культурных растений. Земледелию нужны сорта новых типов, каких не знало раньше производство, с максимально возможной продуктивностью в тех или иных агроэкологических условиях (Головченко А.П., 2001).
Огромное число селекционеров в различных странах мира создают собственные модели новых сортов. При этом стратегия селекционной работы в значительной степени зависит от того, какой видится селекционеру архитектоника растения по основным признакам и свойствам (Вавилов Н.И., 1935; Бурдун A.M., Гуйда А.Н., 1977; Кумаков В.А., 1985; Пыльнев В.В., Нефедова А.В., 1987; Молчан И.М., 1993; Пыльнев В.В., 1997; Кривобочек В.Г.,1998; Жученко А.А., 2001; Коваль С.Ф., Коваль В.Є. и др., 2005)).
При выведении новых сортов важно найти правильный и эффективный способ получения исходного материала, из которого селекционер мог бы черпать формы для последующего отбора и. выведения высокоурожайных сортов (Ремесло В.Н., 1977).
Основой для создания нового сорта на любом этапе селекционного процесса является материал, созданный предшествующей селекцией, подвергшийся жесткому естественному отбору и приспособленный к местным условиям. Под приспособленностью понимают высокую выживаемость в процессе вегетации и относительную стабильность признаков, определяющих продуктивность сорта (Цильке Р.А., 1975)
Ни по одному растению не проведено столь обширной селекционной работы как по пшенице. Многие из основных разделов теории селекции и генетики разрабатываются- и разрабатывались на пшенице. На примере этой культуры можно видеть наглядно современное состояние теоретической селекции и генетики, проследить пути современной селекционной работы (Вавилов Н.И:, 1935).
Продуктивность яровой пшеницы носит интегральный характер, слагается из, ряда признаков и ее следует рассматривать как результат взаимодействия генотипа сорта с условиями внешней среды. Изучение взаимосвязи уровня урожайности и слагаемых ее структурных элементов свидетельствует о высокой их изменчивости по годам как под влиянием погодных условий, уровня плодородия, степени поражения болезнями и вредителями, так и от генотипов исходных родительских форм ( Пучков Ю.М., Колесников Ф.А., 1982; Грабовец А.И., Фоменко М.А., 2007 и др.).
Урожайность сложный признак, который может быть разложен на отдельные составляющие его элементы. Профессор В.Е. Писарев (1964) предложил формулу урожайности для зерновых культур: где А - число растений, убранных с единицы площади; В - продуктивная кустистость; С - масса одного зерна; Д - число зерен в колосе; Е -число колосков в колосе.
Было отмечено, что доля указанных выше компонентов в общей продуктивности различных сортов и линий неодинакова. Так возникло предложение вести подбор пар для скрещивания таким образом, чтобы у родительских форм были наиболее сильно выражены разные компоненты, слагающие урожай. В.Е. Писарев считал, что таким путем можно получить урожайную форму, сочетающую многозерность одного родителя с высокой массой 1000 зерен другого (Писарев В.Е., 1964).
Этот метод широко используется селекционерами, однако и он имеет существенные недостатки. На один из них обратили внимание Ю. Б. Коновалов и Н. М. Власенко (1981). Дело в том, что признаки растений связаны друг с другом. Существует, например, сильная отрицательная связь между продуктивной кустистостью и крупностью зерна в колосе. Следовательно, существенно изменяя один из признаков, можно лишь незначительно повлиять на продуктивность в целом.
В областях Нечерноземной зоны приняты довольно высокие нормы высева этой культуры — 600—750 зерен на 1 м2. При такой густоте посева продуктивная кустистость в сплошных посевах не превышает 1,2—1,3, а чаще равна 1. Дальнейшее повышение урожайности за счет увеличения нормы высева вряд ли возможно. Нецелесообразно также создание сортов, обладающих повышенной кустистостью, за счет которой можно было бы уменьшить норму высева. Условия, складывающиеся в областях зоны после посева яровой пшеницы, не благоприятствуют продолжительному кущению и формированию на одном растении трех-четырех продуктивных стеблей. Характерные для зоны майско-июньский дефицит влаги и быстрое прогревание воздуха ограничивают возможность повышения продуктивности таких растений.
Агрометеорологические условия в. годы проведения исследований
Территория Нечерноземной зоны Российской Федерации имеет равнинный характер и в целом входит в умеренный пояс с суммами активных температур равными 1000-2000С (Уланова Е.С.,2000). Области, входящие в Центральный регион Нечерноземья, характеризуются весьма значительными различиями по количеству тепла, распределению осадков, почвам. В западных и северо - западных областях зоны нередко наблюдается избыток осадков, а в Московской, Ивановской, Брянской, Владимирской, Рязанской, Орловской, Тульской областях сказывается недостаток влаги. Главной причиной нестабильности урожая и качественных показателей яровой пшеницы по годам здесь является неравномерность выпадения осадков. Чаще всего наибольший дефицит влаги приходится на конец мая — начало июня, что приводит к формированию мелкого колоса и, как следствие, снижению урожайности. 2.1. Агрометеорологические условия в годы проведения исследований
Московская область расположена в Центральной части Южно таежнолесной почвенно-климатической зоны, которая охватывает территории в пределах Центрального экономического района (от Брянской области на юго-западе до Костромской области на северо-востоке). Климат умеренно влажный, умеренно континентальный. Сумма положительных температур более 10С убывает от 2200-2300С на юго-западе, до 1700-1800С на северо-востоке ( Федорин Ю.В.идр., 1981). Почвы района дерново-подзолистые, среднесуглинистые (табл. 2.1.1.). Опытные поля ГНУ Московский НИИСХ «Немчиновка» расположены во втором агроклиматическом районе Московской области, который характеризуется умеренно теплым летом и умеренно холодной зимой с устойчивым снежным покровом. Среднегодовое количество осадков 525-650 мм, увлажнение в нормальные по количеству выпавших осадков годы достаточное. Вероятность избыточно влажных лет 25-40 %, полузасушливых и засушливых 12-25 %. По данным А.Н. Каштанова (1983), по влагообеспеченности и тепловым ресурсам Московская область пригодна для возделывания почти всех культур умеренного пояса Одним из определяющих факторов при формировании урожайности зерна в условиях Центра Нечерноземной зоны России является количество осадков, выпавших за период вегетации. В настоящее время на большей территории Российской Федерации наблюдается среднегодовое повышение температуры воздуха с одновременным снижением годовой суммы атмосферных осадков. В связи с этим определенный интерес представляет характеристика гидротермических условий, которые определяются соотношением величин температуры воздуха и количества осадков; для их расчета использовали гидротермический коэффициент (ГТК) по Г.Т.Селянинову (1937), показатель увлажненности территории, который определяется отношением суммы осадков в мм за период со среднесуточными температурами воздуха выше 10С к сумме температур за это же время, уменьшенной в 10 раз, т.е. чем ниже ГТК, тем засушливее местность ( Краткая географическая энциклопедия, 1960). Г.Т. Селяниновым выделены следующие градации увлажнения территории: зона избыточного увлажнения или зона дренажа (ГТК 1,3), зона обеспеченного увлажнения (1,0-1,3), зона засушливая ( 0,7-1,0), зона сухого земледелия ( 0,5-0,7), зона сухая или ирригации ( ГТК 0,5).
Для расчета величин ГТК были использованы данные Немчиновской агрометеостанции (среднемесячная температура воздуха (оС) и среднемесячное количество осадков (мм) за 25-летний период ( 1984-2008 г.г.).
В целом за этот период с января по декабрь фактическая среднемесячная температура воздуха была несколько выше многолетней нормы ( рис 2.1.1.). Превышение наблюдалось в период с января по август с пиком в январе и июле. Наиболее значительный дефицит осадков за этот же период отмечали с февраля по апрель и в ноябре-декабре. В остальное же время среднемесячное количество выпавших осадков соответствовало многолетней норме, а в отдельные месяцы ( январь, июнь, август-октябрь) даже несколько превышало ее ( рис.2.1.2.).
Расчет ГТК по месяцам вегетационного периода для яровой пшеницы (май — август) позволил установить (рис.2.1.З.), что наступление атмосферной засухи (ГТК от 0,2 до 1,0) возможно в любом месяце вегетационного периода, причем максимальное количество засушливых лет отмечено в мае (48 %) и в июле (36 %). По количеству влажных лет максимум приходится на август ( 28 %), а минимум на май ( 8 %).
Анализ динамики ГТК по Г.Т. Селянинову за вегетационный период в годы исследований показывает (рис.2.1.4.), что в условиях Подмосковья снижение гидротермического коэффициента наблюдается практически по всем месяцам вегетации яровых зерновых культур и в целом за вегетационный период, что наиболее характерно для июня (у = - 0,033х + 68,90).
Эффективность использования озимых форм в селекции яровой мягкой пшеницы
В селекции яровой пшеницы на продуктивность достигнуты определенные успехи. Значительное повышение потенциала урожайности у сортов зерновых культур обусловлено совершенствованием важнейших биологических и хозяйственных признаков.
Одним из эффективных методов повышения продуктивности колоса у яровой мягкой пшеницы является вовлечение в скрещивания озимых сортов, многие из которых в силу ряда биологических особенностей обладают значительно более высоким потенциалом продуктивности по сравнению с яровой пшеницей. В недалеком прошлом селекция озимой пшеницы у нас в стране развивалась опережающими темпами в сравнении с яровой как в отношении продуктивности колоса, так и устойчивости растений к полеганию и поражению наиболее вредоносными болезнями.
В работах Э.Д. Неттевича (1979) отмечено, что даже при посеве яровизированными семенами лучшие сорта озимой пшеницы формировали колос, продуктивность которого была на 40-60 % выше, чем у районированных сортов яровой пшеницы. Высокая продуктивность колоса у озимой пшеницы в первую очередь связана с его многозерностью, более высокой массой 1000 зерен. Это одни из основных определяющих факторов для продуктивности яровой мягкой пшеницы.
Данные многих селекционных учреждений позволяют сделать вывод, что в решении этой проблемы особый интерес представляют наиболее отселектированные сорта озимой пшеницы, обладающие высоким генетическим потенциалом по комплексу ценных признаков ( Рутц Р.И., 1973).
Селекционеры, как в России, так и в дальнем и ближнем зарубежье, вовлекают озимые формы в скрещивания с яровыми с целью повешения не только показателя продуктивности, но и в качестве доноров устойчивости к наиболее вредоносным заболеваниям, как источники генов короткостебельности и т.д. ( Неттевич Э.Д., Щеглова Н.С., Эзрохин Л.М., 1972; Росенкова В.Е., Лукашевич Н.П., 1978; Рутц Р.И., 1981, 1993; Мовчан В.К., Кривобочек В.Г., 1983; Ремесло В.Н. и др. 1983; Мартынов А.В., 1987; Эзрохин Л.М., 1994; Давыдова Н.В., Малкина Т.П., Шишкина Т.С., 2008). На основе использования скрещиваниий яровых форм пшеницы с озимыми в Научно-практическом центре НАН Белоруссии по земледелию созданы сорта яровой пшеницы Белорусская 12 ( районирован в Белоруссии, в трех областях России и семи областях Украины) и Белорусская 80 (районирован в Белоруссии и четырех областях России) с потенциалом урожайности более 6,0 т/га ( Гриб СИ., 2009). С использованием озимого компонента в Самарском НИИСХ создан сорт Тулайковская юбилейная отбором из гибрида Эритроспермум 171-5 (Аврора х W.S. 1877) х Безенчукская 129, который в 1993 году был передан на Государственное сортоиспытание. Тулайковская юбилейная характеризуется широкой нормой реакции на экологические факторы внешней среды. По урожайности зерна превышает Саратовскую 42 (Вьюшков А.А., 2004). Сорт яровой мягкой пшеницы Керба создан в Татарском НИИСХ методом индивидуального отбора из гибридной популяции, полученной в результате скрещивания озимого сорта Мироновская 808 с яровым сортом из Мексики ( К-473336). Сорт Керба включен в Госреестр по 7 региону. Отличается высоким уровнем засухоустойчивости, имеет потенциал урожайности 6,5 т/га. Средневосприимчив к мучнистой росе и бурой ржавчине. Устойчив к пыльной головне. По качественным характеристикам ценная пшеница (Руководство по апробации сортовых посевов, 2002). В НИИСХ Северного Зауралья путем скрещивания озимого сорта Партизанка и ярового Оренбургская 1 создан сорт яровой мягкой пшеницы Авиада. Сорт включен в Госреестр по 4 и 10 регионам. Потенциалом урожайности 6,0 т/га, устойчив к полеганию, обладает высокой засухоустойчивостью. По качественным показателям хороший филер (Госкомиссия РФ - Характеристика селекционных достижений, 2009). В своих работах В.В. Сюков (2006) делает вывод, что озимые пшеницы не имеют преимущества перед яровыми по их генетическому вкладу в яровое потомство. В проведенных опытах анализ ярового потомства Fi от скрещивания с тестерными сортами Землячка и Тулайковская 100 различных по происхождению 10 сортов озимой пшеницы и 15 сортов яровой пшеницы не показал преимущества генетических систем озимой пшеницы перед яровой. Автор делает вывод, что сорта озимой пшеницы должны рассматриваться в качестве источников и доноров хозяйственно-ценных признаков и подбираться в скрещивания наряду с яровыми, а гибридизация между ними, как скрещивания эколого-генетически, отдаленных форм (Сюков В.В., Вьюшков А.А., Шевченко С.Н. и др, 2006). Эффективность скрещивания яровых форм с озимыми с целью выделения ценных яровых биотипов подтверждена мировой практикой. Этим методом создан ряд сортов яровой пшеницы в ФРГ, Швеции и других странах. Получение значительного количества форм пшеницы с широким спектром проявления основных признаков позволило таким образом раздвинуть рамки формообразовательного процесса. Сорта озимой пшеницы служат ценным исходным материалом не только как формы с более высоким потенциалом продуктивности, но и как компоненты с прочной, устойчивой к полеганию соломиной. В качестве доноров определенных признаков селекционеры уже давно используют в скрещиваниях с яровыми озимые сорта. Еще Н.И. Вавилов (1935), проанализировав родословную шведского сорта Extra Kolben , одним из первых обратил внимание на возможность значительного повышения продуктивности яровых сортов путем скрещивания их с озимыми формами.
На начальном этапе гибридизация яровых форм с озимыми использовалась в основном для создания озимых сортов. П.П. Лукьяненко использовал в скрещиваниях с озимыми формами яровые сорта Тулун 70 13/В (Восточная Сибирь) и Китченер ( Канада). Были получены озимые сорта Скороспелка 1 и Скороспелка 2. Сорт Скороспелка 2 положил начало сорту Безостая 4, из которой отобрана знаменитая Безостая 1 ( КНИИСХ м. П.П.Лукьяненко. История отдела, 2009).
Роль родительских форм в селекции на качество зерна яровой мягкой пшеницы
В эти же годы отмечено наибольшее число линий, полученных от скрещиваний вида «сильная х ценная» и «ценная х ценная». Большинство выделившихся линий получено с участием сортов собственной селекции, наиболее приспособленных к почвенным и климатическим условиям Центрального Нечерноземья. Обращает на себя внимание и тот факт, что с 2000 года значительно расширился набор сильных и ценных сортов пшеницы, на базе которых получены линии конкурсного сортоиспытания с высокими качественными показателями, от трех в 1996 и 1998 г.г. до одиннадцати в 2008 году, включающий как яровые, так и озимые формы. Причина может быть в том, что на различных этапах селекция яровой пшеницы лимитирующие факторы были различными.
Анализ районированных сортов яровой пшеницы селекции Московского НИИСХ «Немчиновка» позволяет разделить их на несколько групп. В 60-е годы прошлого столетия, когда в производство пришли новые высокопродуктивные и качественные сорта озимой пшеницы, необходимо было создание ярового конкурентноспособного сорта. И такой сорт был создан. Яровая пшеница Московская 35 намного превзошла по урожайности, устойчивости к полеганию и болезням возделываемые в те годы сорта и приостановила дальнейшее сокращение посевов яровой пшеницы в ряде регионов России. С ее участием был создан сорт сильной пшеницы Люба, а в дальнейшем сорта ценной пшеницы Приокская и Лада. Однако в условиях интенсивного земледелия стало необходимым создание сортов с потенциалом урожайности 5,5-6,5 т/га. Таким сортом стала яровая пшеница Энита, созданная на базе ценного по качеству сорта Мироновская яровая и сортов Минская, Нададорес 63 и Ленинградка. Сорт яровой пшеницы Минская обладал продуктивным колосом, меньше поражался ржавчиной, имел зерно хорошего, но не отличного качества. Сорт Ленинградка выделялся по потенциалу урожайности за счет исключительно ценного свойства - высокой выживаемости растений в период вегетации, это обеспечивало ему преимущество по густоте стеблестоя, что является важным признаком для яровой пшеницы. Основной недостаток сорта — низкое качество зерна. Сорт Нададорес 63 имел так же невысокое качество зерна, но выделялся многозерным продуктивным колосом. Таким образом, новый сорт Энита, высокоустойчивый к полеганию и поражению листовыми болезнями, способный давать при возделывании по интенсивной технологии высокие урожаи, имел только удовлетворительное качество зерна, что служило сдерживающим фактором его распространения в областях товарного производства яровой пшеницы. Аналогичная ситуация сложилась и с сортом Родина, высокопродуктивным, но не способного давать зерно высокого качества. Сорта Приокская и Лада, районированные в период 1993 1997 г.г., были созданы на базе сорта Московская 35 с привлечением доноров ценных признаков, определяющих высокий потенциал урожайности, в их состав вошли сорта-улучшители качественных показателей: Саратовская 54 в сорт Приокская и Обрий в сорт Лада. Эти сорта при благоприятных условиях возделывания способны были показывать высокие результаты как по урожайности, так и по качественным показателям, но при негативном изменении средовых условий могли дать резко отрицательный результат, то есть не обладали достаточной стабильностью по лимитирующим хозяйственно-ценным признакам.
С конца прошлого столетия и до настоящего времени одним из основных условий увеличения посевных площадей под яровой пшеницей в Центре Нечерноземной зоны России остается создание принципиально новых сортов, сочетающих устойчивость к стрессовым факторам с высокой продуктивностью и хорошим качеством зерна, экологически пластичных. Попыткой создания таких форм стали сорта яровой мягкой пшеницы Амир и МИС. Сорт Амир получен от скрещивания сортов Приокская и Rodna, привлеченного в качестве источника многозерности колоса, укороченной соломины, устойчивости к наиболее вредоносным болезням. Отличительной особенностью сорта Амир является высокая устойчивость к прорастанию зерна в колосе. Даже в условиях провокационного фона для оценки по показателю «число падения», который тесно связан с амилолитической активностью ферментов амилазы и склонностью к прорастанию зерна в колосе, у сорта Амир этот показатель не опускался ниже 200 сек. В тех же условиях у большинства сортов и линий яровой мягкой пшеницы показатель «число падения» был низок и варьировал от 63 до 120 сек. Недостатком сорта, который по качественным параметрам соответствует ценной пшеницы, явилась низкая засухоустойчивость.
Создание сорта МИС, сочетающего высокую продуктивность с засухоустойчивостью и кислотоустоичивостью, позволило получать хорошие урожаи яровой пшеницы в стрессовых условиях внешней среды, одним из которых в Центре Нечерноземной зоны РФ является ранневесенняя засуха, наиболее часто проявляющаяся в мае-июне. Однако сорт по качественным показателям не может быть отнесен к ценной и сильной пшенице, так как не соответствует им по силе муки и степени разжижения. Хотя при этом обладает неплохими макаронными качествами: коэффициент разваримости 2,68; усилие перекуса 49,4 г, прочность спагетти 4,5 г/см.
С 2004 года для возделывания во 2,4 и 7 регионах России рекомендован сорт яровой мягкой пшеницы Эстер, соданный методом ступенчатой гибридизации с участием сортов Эта, Минская, Зерба (озимая пшеница), Скороспелка, Московка, Нададорес 63 и образца Но 15080 из Германии. Отличительной особенностью сорта, внесенного в список ценных пшениц, является стабильность качественных показателей в различных средовых условиях, особенно это относится к качеству и количеству клейковины в муке и показателю «число падения», что немаловажно в условиях современного производства.
