Введение к работе
Актуальность темы. Овес - важнейшая зернофуражная культура Северо-Восточного региона Нечерноземной зоны России, занимающая до 25 % посевных площадей.
Почвенно-климатические условия региона достаточно благоприятны для возделывания овса не только на фуражные, но и продовольственные цели. Однако урожайность и валовые сборы зерна сильно колеблются по годам.
Важнейшим условием получения стабильных и устойчивых урожаев является создание и внедрение в производство сортов, сочетающих высокую потенциальную продуктивность с устойчивостью к действию абиотических и биотических факторов внешней среды, лимитирующих в конкретных почвенно-климатических условиях величину и качество урожая. Особую значимость имеет выведение скороспелых, устойчивых к болезням и засухе сортов овса, способных формировать высокий стабильный урожай качественного зерна на низкоплодородных кислых почвах подзолистого и дерново-подзолистого типа, превалирующих в регионе. Все большую актуальность приобретает повышение результативности селекции на основе разработки теоретических и методологических вопросов, изучения генетического разнообразия мирового генофонда овса ВНИИР им. Н.И. Вавилова, выбора направления селекции, исходя из потребностей сельхозтоваропроизводителей, прогноза развития науки и практики на перспективу.
Цель и задачи исследований. Основной целью проведенных исследований являлось определение направлений, совершенствование методов селекции и создание на этой основе адаптивных, устойчивых к основным биотическим и абиотическим стрессам с высоким качеством продукции сортов овса.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- определить приоритетные направления селекции овса в условиях Северо-Востока Нечерноземной зоны России;
- изучить генетические ресурсы и выделить наиболее эффективные источники основных селекционных признаков;
- разработать параметры перспективного сорта овса для Северо-Востока Нечерноземной зоны России, определить основные методы селекционной работы; - уточнить данные о биологии цветения, повысить результативность внутри- и межвидовой гибридизации овса, создать но вый исходный материал методом гибридизации для выполнения поставленной цели;
- изучить особенности наследования селекционно-ценных признаков, уточнить период отбора из гибридных популяций;
- определить вклад различных элементов структуры урожая в формировании продуктивности и выявить основные признаки для отбора ценных генотипов в условиях Северо-Востока Нечерноземной зоны России;
- усовершенствовать схему селекции устойчивых к эдафическому стрессу сортов овса с использованием полевых и лабораторных методов исследований;
- создать и внедрить в производство новые высокопродуктивные сорта овса, устойчивые к почвенной кислотности и засухе, основным болезням и вредителям, отвечающие требованиям, предъявляемым к ценным по качеству сортам.
Научная новизна. На основе результатов многолетних полевых экспериментов, лабораторных исследований и теоретических обобщений определены направления селекции и разработана модель перспективного сорта для Северо-Востока Нечерноземной зоны России.
В результате изучения более четырех тысяч образцов мирового генофонда ВИР выделены и рекомендованы для практической селекции источники хозяйственно ценных признаков по основным ее направлениям.
Созданы и переданы в генетическую коллекцию ВИР источники устойчивости к пыльной головне овса - образцы K-13745...K-13749, к пыльной и твердой головне, корончатой ржавчине - линия Е-1643 (Чек).
Уточнена роль модификационной изменчивости, генотипи-ческих корреляционных связей и взаимодействия генотип - среда в выделении ценных генотипов овса в условиях Северо-Восточного региона Нечерноземной зоны России.
Показано, что адаптивные и доминантные эффекты генов характеризуют повышение продуктивности и величины элементов структуры урожая у гибридов овса. Разработана и используется в селекции схема создания устойчивых к почвенной кислотности и засухе сортов овса, основанная на применении усовершенствованного метода лабораторной экспресс-диагностики, различных селекционных фонов и модифицированного к местным условиям засушника.
Созданы новые сорта овса с комплексом положительных признаков: высокая урожайность, скороспелость, устойчивость к абиотическим и биотическим факторам внешней среды, высокое качество зерна.
Практическая ценность работы. Предложена схема селекции овса на устойчивость к эдафическому стрессу с использованием усовершенствованного метода лабораторной экспресс-диагностики, позволяющая создать адаптивные к условиям региона сорта. Изучение особенностей биологии цветения и усовершенствование процесса гибридизации позволило повысить результативность скрещиваний в среднем до 30, а по ряду комбинаций до 60...80 %. Подтверждено, что наибольший эффект в селекции на повышение продуктивности достигается при отборе генотипов по количеству и массе зерна с метелки, уровню сохранности растений к уборке преимущественно в третьем-пятом поколении гибридной популяции.
Создано (в соавторстве) пять новых сортов ярового овса, включенных в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованшо в Российской Федерации. Два из них внесены в Государственные реестры Латвии и Украины. Два сорта проходят государственное испытание.
Создание скороспелых сортов Кировец, Чиж, Дэне позволяет стабилизировать производство качественного семенного и фуражного зерна в регионах с коротким вегетационным периодом, способствует проведению уборочных работ в более благоприятные сроки. Создание устойчивых к патогенам сортов Теремок и Факир дает возможность производства зерна овса по экологически безопасным технологиям, сокращает потери урожая от болезней и затраты на использование химических препаратов.
Создание и внедрение в производство пластичных, высокоурожайных, устойчивых к почвенной кислотности и засухе сортов Аргамак и Фауст, позволяет повысить эффективность произ водства зерна овса в условиях засухи, низкого естественного плодородия и повышенной кислотности почв.
Все внесенные в Государственный реестр сорта занесены в список ценных по технологическим качествам зерна сортов, что дает возможность их возделывания не только на фуражные, но и продовольственные цели.
Реализация результатов исследований. Полученные в результате экспериментальных исследований данные явились основой для создания и внедрения в производство сортов овса:
Кировец - с 1990 г. включен в Госреестр по Северному, Волго-Вятскому и Дальневосточному регионам РФ, с 1992 г. - Латвии, возделывается также в Северо-Западном (Новгородская, Псковская область) и Центральном (Ивановская область) регионах;
Факир - с 1995 г. включен в Госреестр по Северо-Западному, Центральному и Волго-Вятскому регионам РФ, с 1996 г.-Украины;
Теремок - с 1996 г. включен в Госреестр по Северному и Волго-Вятскому регионам;
Чиж - с 1996 г. включен в Госреестр по Волго-Вятскому региону;
Аргамак - с 1996 г. включен в Госреестр по Северному, Северо-Западному, Центральному и Волго-Вятскому регионам;
Фауст и Дэне- переданы на государственное испытание в 1999 г.
Переданы в генетическую коллекцию ВИР источники устойчивости к пьшьной головне овса к-13745...к-13749, к пыльной и твердой головне, корончатой ржавчине - линия Е-1643 (Чек).
Апробация работы. Результаты исследований доложены на зональной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Н.И. Вавилова (Киров, 1987 г.), на конференции аспирантов и молодых научных сотрудников ВИР им. Н.И. Вавилова (г. Санкт-Петербург, 1989 г.), на областных научно-практических конференциях (Киров, 1986...2000 гг.), координационных совещаниях по селекции зернофуражных культур (1982...1997 гг.), совещании по проблемам селекции зерновых культур в Нечерноземной зоне России (Киров, 1992 г.), на выездной сессии РАСХН "Сельскохозяйственная наука Северо-Востока европейской части России" (Киров, 1995 г.), на научно практических конференциях "Научные основы стратегии адаптивного растениеводства Северо-Востока европейской части России" (Киров, 1996 г.), "Современные аспекты адаптивного земледелия " (Йошкар-Ола, 1997 г.), научной сессии "Новые методы селекции и создание адаптивных сортов сельскохозяйственных культур: результаты и перспективы" (Киров, 1998 г.), на конференциях "Аграрная наука и практика в конце 20 века: итоги, перспективы" (Киров, 1999 г.), "Проблемы и перспективы развития семеноводства в Северо-Восточном регионе России" (Саранск, 2000 г.), "Проблемы селекции и производства сельскохозяйственных зерновых культур в условиях Нижегородской области. Пути их решения ..." (Нижний Новгород, 2000 г.), II съезде Вавиловского общества генетиков и селекционеров (Санкт-Петербург, 2000 г.), на заседаниях Ученого совета НИИСХ Северо-Востока и научно-методической комиссии Северо-Восточного селекцентра (1982.. .2000 гг.). Сорта овса Аргамак, Фауст и Дэне демонстрировались на Шатиловской СХОС по программе Международной научно-практической конференции "Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур в России в рыночных условиях" (июль 2000 г.).
Публикация результатов исследований. Основные результаты научных исследований по теме диссертации опубликованы в 48 печатных работах, изданных в России и за рубежом, в т.ч. в монографии "Овес. Технология возделывания и селекция", 5-ти авторских свидетельствах и 4-х патентах.
Структура работы. Диссертация изложена в форме научного доклада, включает 10 таблиц, 3 рисунка; список публикаций по теме диссертации состоит из 48 работ, в т.ч. одна монография.
Основные положения, выносимые на защиту.
- Определены приоритетные направления селекции и раз работана модель перспективного сорта применительно к условиям Северо-Востока Нечерноземной зоны России.
- Выделены источники основных селекционно ценных признаков, определены наиболее информативные признаки для скрининга высокопродуктивных генотипов.
- Усовершенствована применительно к местным условиям методика скрещивания. - Усовершенствована методика лабораторной экспресс диагностики устойчивости растений к эдафическим стрессам.
- Разработана схема селекции сортов овса, устойчивых к засухе и почвенной кислотности, обусловленной ионами водорода и алюминия.
- Созданы новые пластичные высокопродуктивные сортаовса с хорошим качеством зерна, устойчивостью к биотическим и абиотическим стрессам, включенные в Государственный реестр селекционных достижений в различных регионах Российской Федерации и стран ближнего зарубежья, что подтверждает эффективность разработанных направлений и используемых методов селекции.
Диссертант выражает искреннюю благодарность за помощь в работе членам-корреспондентам РАСХН Сысуеву В.А. и Родиной Н.А., доктору сельскохозяйственных наук Дудину ГЛ., кандидатам наук Солдатову В.Н., Лоскутову И.Г., Южаниной Е.Н., Лисицыну Е.М., Мухамадьярову Ф.Ф., бывшей заведующей лаборатории селекции и первичного семеноводства овса Фаленской селекционной станции Денисовой Э.С., директору станции Шалаеву В.П., сотрудникам группы иммунитета и аналитических лабораторий, отдела овса Фаленской селекционной станции и НИИСХ Северо-Востока, коллегам из ВНИИР им. Н.И. Вавилова, ВНИИ фитопатологии, Сибирского, Удмуртского, Владимирского, Пермского, Костромского НИИСХ.
