Содержание к диссертации
Введение
Обзор литературы по рису 8
Ботанико-морфологическая и генетическая характеристика Oryza sativa L.
Генофонд риса и его использование в селекции 8
Хозяйственно-биологические особенности риса 19
Основные болезни и вредители 22
Устойчивость к абиотическим стресс-факторам 27
Почвенно-климатические условия, исходный материал и методика проведения исследований
1. Солеустойчивость 28
2. Устойчивость к полеганию 30
3. Холодоустойчивость 33
4. Устойчивость к нехватке воды 34
Основные направления и методы селекции риса 36
Почвенно-климатические условия 41
Исходный материал 45
Методика исследований 47
Результаты изучения коллекции риса 49
Морфо-биологическая характеристика сортообразцов риса 49
1. Характер начального роста растений 50
2. Продолжительность периода вегетации 52
- Генофонд риса и его использование в селекции
- Основные направления и методы селекции риса
- Методика исследований
- Характер начального роста растений
Введение к работе
Актуальность темы. Рис — важнейшая зерновая культура Земли. Его зерном питается практически половина человечества. При этом большое значение в мировом хозяйстве имеет не только основной продукт производства -рисовая крупа, но также рисовые крахмал, масло, отруби, лузга, солома и другие сопутствующие продукты, используемые в пищевых, кормовых и технологических целях. По посевным площадям и валовым сборам зерна рис занимает в мировом земледелии второе место.
Возделывание риса позволило начать решение ряда экологических проблем, казавшихся неразрешимыми: рассоление засоленных земель, окультуривание плавней и болот, борьба с малярией и т. д. В настоящее время в Ростовской области имеется около 48 тысяч гектар инженерных рисовых систем, благодаря освоению малопродуктивных плавневых и засоленных почв.
В Российской Федерации производство риса не удовлетворяет потребности населения в этом ценном диетическом продукте. Среди факторов, лимитирующих рост урожайности риса, ведущее место занимают болезни и вредители. Поэтому необходимо создание высокоурожайных сортов с высоким качеством зерна; устойчивых к неблагоприятным факторам среды, иммунных к болезням и вредителям, отвечающих требованиям интенсивного земледелия.
В связи с этим изучение широкого потенциала исходного материала риса из разных стран мира и вовлечение его в селекционный процесс является весьма актуальным и имеет большое теоретическое и практическое значение. Это позволит получить сорта и гибриды, сочетающие высокую продуктивность, экологическую пластичность, устойчивость к болезням, неблагоприятным факторам окружающей среды и обладающие другими ценными свойствами и качествами.
Цель и задачи исследований. Цель исследований — изучить исходный материал риса и на его основе в условиях Ростовской области создать новые высокоурожайные, устойчивые к абиотическим стресс-факторам и болезням линии и сорта с высоким качеством зерна для северного рисосеяния.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
изучить различные сортообразцы риса, поступившие из коллекции ВИР, IRRI, ВНИИ риса, ВНИИЗК им. И.Г.Калиненко и других научных учреждений по морфологическим и хозяйственно-ценным признакам и отобрать ценные доноры и источники;
оценить устойчивость образцов к заболеванию пирикуляриозом и засолению почвы;
на основе изучения коллекции выделить исходный материал для практической селекции, сочетающий комплекс хозяйственно-ценных признаков с устойчивостью к стресс-факторам;
с использованием лучших образцов создать новые сорта риса.
Научная новизна. Впервые проведено изучение нового исходного материала риса, представленного 828 сортообразцами различного эколого-географического происхождения. Получены 242 гибридные комбинации между выделившимися образцами и лучшими сортами риса.
Установлена взаимосвязь между 17 количественными признаками и их влияние на зерновую продуктивность, что позволяет оптимизировать отбор лучших образцов для селекции.
Отобраны для использования в селекционной работе образцы и линии риса, сочетающие ценные признаки и свойства. С участием автора выведены три сорта риса. Сорт Светлый внесен в Реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию для Северо-Кавказского региона с 2006 года. Два других находятся в государственном сортоиспытании (Дончак и Командор).
Практическая ценность работы. Среди сортообразцов риса выделены формы с высокой устойчивостью к пирикуляриозу, с большим числом зерен в метелке, линии с крупным зерном, высокой энергией прорастания и другими полезными свойствами. Отобрано 130 константных линий риса с благоприятным сочетанием хозяйственно-ценных признаков.
Созданы раннеспелые сорта риса — Светлый, имеющий длинное зерно, и Дончак, обладающий повышенной устойчивостью к полеганию. Среднеспелый сорт риса Командор отличается устойчивостью к пирикуляриозу и формирует высокую урожайность в различных зонах возделывания. В ОНО ОПХ «Пролетарское» ведется первичное семеноводство и размножение этих сортов. Площади посева составляют соответственно 30,0, 13,7 и 11,2 га.
Апробация работы. Исследования проведены в 1987-2005 гг. в соответствии с планом научно-исследовательских работ ВНИИЗК им. И.Г. Калиненко. Основные положения по теме диссертации ежегодно докладывались на областных конференциях ВОГиС (Ростов-на-Дону, 1998-2005 гг.); на Всероссийских научно-методических совещаниях по селекции, семеноводству, технологии возделывания и переработки риса (Зерноград), на ученых советах ВНИИЗК (2003-2005 г.). По материалам исследований, представленных в диссертации, опубликовано 7 статей общим объемом 1,71 печатных листов.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. Результаты оценки коллекционных образцов риса по комплексу
качественных и количественных признаков.
-
Доноры и источники хозяйственно-ценных признаков и свойств.
-
Статистический анализ количественных и качественных признаков и их связь с продуктивностью растений.
-
Новые линии, сорта и гибриды риса с комплексом ценных хозяйственно-биологических признаков.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов и предложений для селекции и производства, списка литературы из 157 наименований, в том числе 24 иностранных. Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, включает 21 таблицу, 38 рисунков и 10 приложений.
2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Почвенно-климатические условия. Исследования проводились в
ОНО опытно-производственном хозяйстве «Пролетарское» Пролетарского
района Ростовской области. Почвы преимущественно представлены почвен
ным комплексом каштановых, лугово-каштановых и солонцовых почв. Кли
мат юго-востока Ростовской области засушливый, континентальный с резки
ми суточными и годовыми колебаниями температуры. Самый холодный ме
сяц года - январь. Абсолютный минимум в отдельные годы может опускать
ся до -35С. В июле, самом жарком месяце, абсолютный максимум может
достигать +42С. Средняя многолетняя температура года, по данным Проле
тарской метеостанции, составляет +9,3С.
Средняя продолжительность периода с температурой воздуха выше 0С составляет в среднем 285, а безморозный период - 170 дней. Среднее многолетнее количество осадков составляет 516 мм, в т.ч. за период апрель-октябрь выпадает 268 мм ливневого характера, при испаряемости 373 мм. Коэффициент обеспеченности влагой за этот период равен 0,8.
Метеорологические условия в годы проведения исследований в целом были благоприятными для роста и развития растений риса, хотя и различались. Основным фактором, лимитирующим рост и развитие растений риса, является температурный режим. Наиболее теплым был 2005 год, когда сумма БАТ составила 3105С. Самым прохладным был 2004 год (2938С). Максимальное количество осадков наблюдалось в 2005 году - 407,8 мм. Самым сухим был 2004 год - 232,5 мм.
2.2. Исходный материал. Материалом исследований послужила
коллекция различных форм риса отдела кукурузы и крупяных культур
Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им.
Н.И.Вавилова (ВИР), Международного института риса на Филиппинах
(IRRI), ВНИИ риса, Всероссийского научно-исследовательского института
зерновых культур имени И.Г.Калиненко (ВНИИЗК), а также формы
гибридного происхождения собственной селекции, доведенные до
гомозиготного состояния. В дальнейшем использовали семена своей
репродукции. Коллекция была представлена 828 образцами культурного
риса, происходящие из Европы, Азии, Африки, Америки и Австралии.
2.3. Методика исследований. Образцы риса изучали в коллекционном
питомнике. Площадь делянок — 0,5 м2, повторность — однократная. В качест
ве стандартов использовали районированные сорта Кубань 3, Приманычский.
Посев сортообразцов риса в коллекционном питомнике производили вруч
ную под маркер с междурядьями 20 см и нормой высева семян 200-300 шт./м2
(Методические указания по изучению мировой коллекции риса, 1982). Фено
логические наблюдения и оценку морфо-биологических признаков и свойств
растений проводили по методике ВИР и классификатору рода Oryza L.
(1984). Растения оценивали на устойчивость к пирикуляриозу в условиях по
левых и вегетационной площадке по методике ВНИИ риса (Краснодар, 1980).
Гибридизацию осуществляли в августе-сентябре в пленочной теплице на вегетационной площадке при температуре воздуха 25-30С и относительной влажности воздуха 80-90 %. Для идентификации гибридов Fi в качестве материнских форм использовали преимущественно формы риса с рецессивными признаками, а в качестве отцовских — с доминантными.
В качестве родительских форм для гибридизации использовали лучшие сорта собственной селекции, такие как Боярин, Вираж, Раздольный, Светлый, Дончак, сорта ВНИИ риса и коллекционные образцы. Гибриды первого поколения выращивали в пленочной теплице, а затем в поле. Второе поколение гибридов высевали в поле на делянках, площадь которых определялась наличием семян: от 20 м2, до нескольких 1 м2 делянок.
В опыте по солеустойчивости использовали семена 40 образцов и сортов риса. Семена проращивали в термостате при температуре 28С в чашках Петри (по 100 зерен) с концентрацией NaCl-1,0; 1,5 и 2,0%. В качестве контроля использовали чистую воду. Повторность — четырехкратная.
Оценку продуктивности растений проводили по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1974). Статистическую обработку экспериментальных данных проводили по Б.А.Доспехову (1973), П.Ф.Рокицкому (1974), А.Ф. Мережко (1984) В.А.Дзюба, Б.Н. Шеме-леву (2004), на компьютере с помощью программ Excel, Statistica 6.
Генофонд риса и его использование в селекции
Рис - основное продовольствие почти половины людей в мире. Для большей части населения Земли (примерно для 3/5), особенно для густонаселенных стран Азии, это главный продукт питания, заменяющий хлеб. Во всем мире для более 40% населения (около 1,6 млрд.) рис составляет более половины потребляемой пищи. Еще для 400 млн. человек рис составляет от 5 до 50% всей потребляемой пищи. В странах Восточной и Юго-Восточной Азии, в частности в Бангладеш, годичное потребление риса превышает 100 кг на душу населения. Среднее потребление риса на одного человека в Азии — 150 кг в год, а в Европе — менее 2 кг в год (Ляховкин А.Г., 1987, Аниканова З.Ф., Тарасова Л.Е., 1988, Парфенкж А.А., 1988).
Основной продукт переработки риса-зерна - это рисовая крупа (шлифованный или полированный рис). Крупа риса отличается высокой питательностью и хорошим вкусом. По усвояемости (96%) и переваримости (98 %) она занимает ведущее положение среди других круп и поэтому широко используется как диетический продукт, необходимый в лечебном и детском питании (Тулякова З.Ф., 1973, Адэйр К.Р., 1976). Рис широко используется не только как продукт питания, но и для других целей. Так, например, китайские врачи убеждены, что рис хорошо поддерживает здоровье и способствует долголетию. Особенно полезен неочищенный рис: в нем больше витаминов и пищевых волокон («Эхо планеты» ИТАР-ТАСС, 2005).
Рис — вторая после пшеницы по размерам посевов и сборам зерновая культура мира. В мире его возделывают в 111 странах, но основными производителями риса в мире являются 14 государств, в их числе 11 азиатских, а также Бразилия, США и СНГ. В этих странах в 1987 г. было произведено 92,1 % общего мирового сбора риса. Здесь же сосредоточено 89,2 % рисовых площадей. Ведущее же положение среди рисопроизводящих стран занимают Китай и Индия. Они обеспечивают 56,2 % мирового производства риса. В этих странах находится 57% площади, занятой рисом в мире (рис. 1.1) В целом в современном мире собирают около 600 млн. т риса (в 2000 г. — 598 и в 2001 г. — 585 млн. т) с площади в 157,2 млн. га.
Таким образом, свыше 90% риса выращивается в Азии, особенно в Восточной, Юго-Восточной и Южной Азии — регионе, в котором хозяйство на протяжении тысяч лет связано с возделыванием риса и повышением его урожайности (Аксенова Л.А., 2001). Средняя урожайность риса в мире превышает 2,4 т/га и превосходит урожайность всех пищевых злаков (для пшеницы, например, она равна в среднем в мире 1,6 т/га). По среднемировой урожайности рис среди культурных злаков превосходит в настоящее время лишь кукуруза (2,8 т/га), большая часть которой идет на корм скоту (Ляховкин А.Г., 1992, Синдецкий А. Л., 1972). Урожайность колеблется по странам весьма значительно. Если в Корее, Японии, США получают свыше 6 т с 1 га, то в Индии, Таиланде, Бразилии сбор риса в три раза ниже. В 1999 г. от 5 до 10 млн. т риса собрали в США, Пакистане, Южной Корее, Египте и Камбодже (каждая из стран). Рис возделывают также во многих районах Африки, где выделяются Нигерия и Мадагаскар, и Южной Америки (Перу и Уругвай). Годовой объем мирового экспорта и импорта риса: 12-13 миллионов тонн. Это примерно 4% от всего урожая риса на планете. Европа является основным импортером риса, а Азия и Южная Америка — экспортерами. Продукция риса более чем удвоилась, от 257 миллионов т в 1980 г. до 596 миллионов т в 1999 г. Это феноменальное увеличение может быть приписано крупномасштабному принятию улучшенных сортов риса и технологии, разработанной в IRRI и национальными программами усовершенствования риса. Эти достижения были сделаны с использованием науки, основанной на Менделевской генетике и обычных методах селекции. Независимое изучение группой во главе с доктором Робертом Эвенсо-ном из Йельского Университета и доктором Хансом Греджерсеном из Университета Штата Миннесота показало, что выведение улучшенных сортов риса между 1970 и 1995 гг. имело существенное воздействие в четырех главных областях. Их результаты указывают, что если бы не было улучшенных сортов, то цены на рис для потребителей, возможно, были на 41 % выше, производящие рис нации импортировали бы на 8 % больше продовольствия, миллионы гектаров леса и других хрупких экосистем было бы потеряно и на 1,5 - 2 % больше детей недоедали бы в развивающихся странах. Оценки, сделанные экспертами, указывают, что скорость увеличения в продукции риса замедлилась по сравнению с увеличением потребления риса. Сельскохозяйственные экономисты оценивают, что мы должны произвести намного больше риса к 2030 г. (Rice Genetics IV, 2000). Рис играет заметную роль в современном продовольственном балансе России, где рисоводство, как и повсюду в СНГ, ведется только на орошаемых землях. Рис в России начали возделывать в ботаническом саду близ Астрахани, а с середины XVIII в. — на Кубани, где этим занимались казаки, возвращавшиеся с военной службы из Персии и привозившие с собой семена. В начале 20 века рис в Российской империи занимал лишь небольшие площади в Средней Азии, Закавказье, Казахстане (Семиречье), Дагестане и на Кубани. На российском Дальнем Востоке впервые рис стали высевать лишь в 1918 г. В 1928—1930 гг. рисоводство было перебазировано в новые, более северные районы, в частности на юг России (Северный Кавказ и Краснодарский край), на Украину (пойменные земли Южного Буга и Днепра и других рек), в Казахстан, на Дальний Восток. Природные условия и обилие воды в новых районах позволили выращивать рис на значительных площадях. В настоящее время в России зону рисосеяния представляют пять основных регионов. Ведущее место занимает Краснодарский край (ПО тыс.га), затем идет Ростовская область (12 тыс. га), Дагестан, Калмыкия и Астраханская область. В Ростовской области имеется два основных массива рисосеяния: в поймах рек Западный Маныч и Дон, которые располагаются на территории 17 хозяйств 5 районов с посевной площадью 11-12 тыс. га. Это в 2 раза меньше посевных площадей, занятых под культурой риса, которые составляли в 1975-80 годы более 25 тыс. га.
Основные направления и методы селекции риса
По своей природе рис - гигрофит и вода для него играет важнейшую роль. Известно, что растительные ткани растений содержат от 80 до 90 % воды от общего их веса и вода необходима для нормального прохождения физиологических и биохимических процессов на протяжении всего периода жизни растений.
Вода в растительном организме нужна для образования органического вещества в процессе фотосинтетической деятельности листового аппарата, для перемещения элементов минерального питания, усваиваемых корневой системой, и для транспортировки их в надземные части растений. Все эти процессы успешно протекают только в тканях, имеющих высокую насыщенность водой. Всякий дефицит воды ухудшает условия жизнедеятельности растительных тканей и приводит к снижению продуктивности возделываемых растений (Натальин Н.Б., 1973).
В основном рис выращивают при постоянном затоплении, когда слой воды на поле поддерживается от посева до начала уборки, или укороченном, в этом случае, в период прорастания семян почва поддерживается во влажном состоянии, а слой воды создается с момента получения полных всходов и сохраняется до начала восковой спелости риса (Степовой В.И., 1997).
Но в мировой практике существует способ выращивания риса без слоя воды. Основные площади суходольного риса сосредоточены в горных районах (страны Юго-Восточной Азии), обычно на крутых склонах, где осадков выпадает не менее 1000-1200 мм в сезон. Горный рельеф в местах возделывания суходольного риса обуславливает сток огромной массы воды, поэтому слоя воды на посевах этого риса не создается. Суходольный рис в Бирме занимает около 5%, в Индонезии - 10%, в Японии - 5% общей площади. Культура суходольного риса распространена также на Филиппинских островах, в Таиланде и в других странах Индокитайского полуострова. Значительно распространен суходольный рис на о. Тайвань (20% площади). Посевы этого риса имеются и в странах Южной Америки, Бразилии и др. (Ерыгин П.С., Натальин Н.Б., 1968). В настоящее время на юге КНР выращивают суходольный (горный) рис, который культивируют на незатапливаемых земельных участках, часто после раскорчевки девственных лесов или в горных районах, где поля размещены террасами. В целом под горный рис заняты небольшие площади. Его ценят за хороший вкус, но он дает меньший урожай, чем «подводный» рис (Косарев Н.И., 1955, Щупаковский В.Ф., Наливко Г.В., 1971).
В нашей стране пытались внедрить культуру суходольного риса в Приморье в 1929-1936 гг. Площадь под ним в отдельные годы достигала 500 га. Однако возделывание суходольного риса в Приморском крае постоянно сопровождались неудачами, в основном из за большой засоренности полей.
Первая селекционная работа по рису на Дону началась еще в 20-е годы на Персиановской опытно-мелиоративной станции, где в 1926 г. П.А.Витте вывел несколько сортов для периодического орошения (Белый Скомс, Бурый Скомс). Однако это были первые попытки интродукции нового для данного региона вида растения, которые не имели большого практического применения в хозяйствах (Витте П.А., 1949).
В настоящее время в связи с большими затратами на содержание оросительных систем и водоснабжение становится актуальным выращивание суходольного риса. Это подтверждается положительным опытом выращивания суходольного риса в Волгоградской области (ВНИИОЗ) на небольших площадях при поливе дождевальными установками (двенадцать за сезон). Создание новых адаптивных сортов, способных с наибольшей эффективностью использовать благоприятные факторы внешней среды и одновременно противостоять (за счет избежания и/или толерантности) действию экологических стрессоров, оказывается главным условием повышения адаптивного реагирования на возможные изменения климата (А.А.Жученко, 2004).
Современная селекция риса направлена на выведение высокопродуктивных сортов, обладающих высокими технологическими и кулинарными качествами зерна, устойчивых к болезням и вредителям, отзывчивых на высокие дозы удобрений, отвечающих требованиям интенсивного земледелия. Селекционеры уделяют особое внимание созданию растений нового типа, характеризующихся короткой и прочной соломиной, короткими и прямостоячими листьями, хорошо отделяющимся при обмолоте зерном, одновременностью созревания, стабильностью формы зерна и соответствием формы, величины и качества зерна характеру технологических процессов его обработки.
На первых этапах развития селекционной науки во всех рисосеющих странах основным методом селекции был массовый отбор. При большом богатстве исходного материала в странах древнего рисосеяния - Индии, Китае - отбор среди местных сортов-популяций, биотипный состав которых постоянно обновлялся благодаря естественным скрещиваниям и мутациям, стал основой селекции. Этим методом создавались в 30-е гг. и первые отечественные сорта в новых районах рисосеяния — на Дальнем Востоке, Северном Кавказе, в Поволжье, на Украине, в Казахстане (Соколова И.И., 1975).
Однако в повышении урожайности и качества риса в условиях интенсивного земледелия метод массового отбора сравнительно мало эффективен. При массовом отборе получают генетически неоднородные сорта. Индивидуальный отбор, или метод чистых линий является более радикальным в селекционной работе. Так как возделываемый рис самоопылитель, то получение и поддержание чистых линий достигаются сравнительно легко. Культивируемые сорта часто представляют собой популяции и являются богатым исходным материалом для выведения высокоурожайных сортов путем индивидуального отбора. Индивидуальным отбором из местных сортов-популяций были получены отечественные сорта Новосельский 52, Узрос 7; из образцов коллекции ВИР итальянского происхождения — Узрос 269 и Узрос 275.
Методика исследований
Успехи в создании новых сортов возможны только при наличии и широком использовании генетически разнообразного исходного материала, правильном подборе родительских пар, которые в большой степени, определяют достоинства и недостатки будущих сортов. Н.И. Вавилов в 1935 году писал: «Учение об исходном материале, о происхождении культурных растений должно быть поставлено в основу селекции как науки».
Мировая коллекция ВИР, включающая ценнейший исходный материал для работы по всем направлениям, представляет строительный фундамент селекции. Поэтому перед каждым селекционером стоит задача не только систематически вовлекать в гибридизацию лучшие и новейшие образцы из мировой коллекции ВИР, но и создавать на её основе свой, местный селекционный материал, хорошо отработанный и приспособленный к конкретным условиям. Только на этой основе можно вести работу по дальнейшему совершенствованию методов селекции и выведения новых сортов.
Основным источниками поступления нового исходного материала в наше учреждение являются: мировая коллекция ВИР, Международного института риса на Филиппинах (IRRI), ВНИИ риса, допущенные к использованию сорта отечественной и зарубежной селекции, формы гибридного происхождения собственной селекции. За период исследований нами было изучено 828 коллекционных образцов риса.
В состав изучаемой коллекции вошли образцы различного происхождения: из Европы (Франция, Болгария, Венгрия и др.), из стран СНГ (Украина, Узбекистан, Таджикистан), из Америки, а также сорта отечественной селекции (Костылев П.И., Краснова Е.В., 2005).
Исследования проводили по следующим признакам: энергия начального роста растений, вегетационный период, высота растений, длина и ширина флагового и 2-го верхнего листа, длина метелки, число пустых колосков, число колосков на метелке, пустозерность, длина и ширина зерновки, масса 1000 зерен и метелки. Проводили оценку исходного материала по полеганию, осыпанию, устойчивости к пирикуляриозу, а также на солеустоичивость некоторых сортообразцов.
Рис произрастает в условиях, резко отличающихся от других культур. Для борьбы с сорняками его семена сразу после посева заливают водой и держат ее слой 20-30 см до появления всходов на поверхности. В таких жестких условиях наблюдается значительная гибель проростков риса (не менее 70 %), что в производственных условиях имеет большое значение. Единственный энергично растущий районированный сорт Кубань 3 имеет слабую устойчивость к полеганию. Поэтому поиск образцов -источников высокой энергии роста, способных легко преодолевать большой слой воды, и выявление закономерностей наследования этого признака имеет большое значение для селекционной работы с рисом (Костылев П.И., 2001). В наших условиях коллекционный материал риса оценивается по интенсивности роста растений в первый месяц вегетации и способности их преодолевать большой слой воды, так как это позволяет экономить семена и получать более густые всходы, формирующие высокую урожайность. Изучение коллекционного материала показало разнообразие по признаку темпа начального роста всходов. Средняя высота растений в возрасте одного месяца варьировала от 22 до 59 см (приложение 1). Основная масса образцов (66%) имела среднюю энергию роста (30,1-40 см), 19% - низкую (20,1-30 см), 14% - высокую (40,1-50 см) и 1% - очень высокую (50,1-60 см) (рис.ЗЛ). Отобран ряд форм, превышающих эталонный сорт Кубань 3 по темпу начального роста на 30-40% (сорт Бахус). Корреляционный анализ показал среднюю положительную связь темпа роста с высотой растений (г = 0,53), длиной метелки (г = 0,37), длиной верхних двух листьев (г = 0,54) и массой 1000 зерен (г = 0,38) и слабую положительную связь с полеганием (г = 0,28), длиной зерновки (г =0,29), массой метелок с делянки (г = 0,14) и урожайностью зерна (г = 0,09) (прил. 10). По-видимому, существует единый механизм удлинения растений, связанный с эндогенным синтезом гиббереллина. Высокие темпы начального роста оказывают положительное влияние на продуктивность растений, что видно на рисунке 3.2. На этом рисунке показано: чем выше темпы роста, тем больше масса зерна с делянки. В самой энергично растущей группе образцов была наибольшая урожайность зерна, в среднем - 390 г/дел. Характеристика лучших образцов из этой группы представлена в таблице 3.1. Это такие образцы как Бахус, Мутант Кубани 3 и гибриды с участием Кубани 3. Общим для всех этих образцов была большая высота растений и длинная поникающая метелка. Следует отметить, что энергично растущие растения склонны к полеганию в фазе созревания зерна. Это отрицательно влияет на продуктивность. Таким образом, в результате изучения мировой коллекции ВИР, отобраны сортообразцы с высокими темпами начального роста растений (табл.3.1). Важным адаптационным признаком риса является продолжительность вегетационного периода. По этому признаку можно определить пригодность сорта для возделывания в определенном регионе или области. Оптимальная продолжительность вегетации способствует наиболее полному использованию природных факторов зоны и позволяет в определенной мере избежать отрицательного воздействия неблагоприятных факторов.
Характер начального роста растений
Одним из основных требований к сорту риса является качество зерна, которое характеризуется комплексом различных признаков: плёнчатостью, стекловидностью эндосперма, выходом крупы и целого ядра, содержанием белка, крахмала, амилозы и др. Качество зерна риса зависит от сортовых особенностей, обусловленных генотипом, почвенно-климатических условий, агротехники, технологии уборки и переработки на крупу (Ляховкин А.Г., 1989).
В процессе селекции риса на качество большое внимание уделяется повышению содержания белка в зерне. Такие сорта могут восполнять дефицит белка для населения, питающегося в основном растительной пищей. Однако этот рис должен использоваться в нешлифованном виде, т.к. белок и другие полезные компоненты (витамины, аминокислоты, микроэлементы) содержатся в поверхностном алейроновом слое перикарна, удаляемого в мучку при производстве крупы. Перикарп у большинства сортов риса белый (серебристый), но имеются формы с коричневой (Re), красной (Rd) и пурпурной (Ргр) окраской. Краснозерные формы более жизнеспособны, чем белозерные. Особенно полезным для здоровья является красный перикарп.
В районе Моцзян, в юго-западной провинции Юньнань, выращивают рис пурпурного цвета. Его начали культивировать еще в период монгольской династии Юань (1279—1368). Этот рис обладает нежным вкусом, а необычный цвет придает готовому блюду некую пикантность. Приготовленная из него каша хорошо очищает кровь и очень питательна. Так называемый «кровавый клейкий рис» производят в Чаншоу (восточная провинция Цзянсу). По своему природному составу он настолько полезен, что в свое время, как гласят летописи, его подавали на стол исключительно в императорском дворце, в народе же берегли для рожениц и больных («Эхо планеты» ИТАР-ТАСС, 1997).
Нешлифованная крупа из них гораздо полезнее для здоровья, так как содержит, помимо крахмала, белки, жиры, витамины и у-оризеин, обладающий противораковой активностью. Поэтому определенную часть крупяного рынка должны составлять краснозерные сорта. Их положительным свойством является высокая жизнеспособность и энергия роста, что очень важно для экстенсивного рисоводства. Однако они должны быть безостыми, неосы-пающимися и неполегающими.
Содержание амилозы - самый важный критерий пищевого качества у риса. Восковые (wx) формы риса имеют содержание амилозы в крахмале эндосперма около нуля. Такие глютинозные или клейкие формы риса ценят для печений и церемониальных пищевых продуктов. Много глютинозных сортов известно в мировых коллекциях, особенно среди короткозерного риса подвида japonica и длиннозерного риса подвида indica из Юго-Восточной Азии. Глютинозные формы - обычно менее урожайны, чем стандартные формы, но это компенсируется более высокими ценами. Наиболее перспективно использование мутаций, чтобы вывести восковой сорт из хорошо адаптированных, высокоурожайных сортов с обычным зерном.
Так как рынки глютинозного риса несколько ограничены, больший акцент дается наследованию содержания амилозы: низкого (16-18 %) как у коротко - и среднезерного риса japonica, промежуточного (21-24 %) как у тропического длиннозерного риса japonica из США, и высокого (26-28 %) как у старых форм indica. В скрещиваниях между низкоамилозными и промежуточными родительскими формами содержание амилозы обычно контролируется одним или двумя генами. В скрещиваниях с высокоамилозными родителями, гены высокой амилозы доминируют над низкими или промежуточными значениями (Kumar, Khush, 1987). В дополнение к основным генам обычно присутствуют малые гены. В России предпочтение отдается высокоами-лозным сортам, крупа которых не слипается, а остается рассыпчатой при варке.
Гены, затрагивающие состав крахмала, были идентифицированы в зародышевой плазме japonica (Yano и др. 1988) и переданы indica источникам при беккроссах. Насколько может быть определено, эти гены - для сладкого, сморщенного, мучного, белого и тусклого эндосперма- еще не используются при создании сортов.
В процессе селекции риса на качество большое внимание уделяется повышению содержания белка в зерне. Статистическая обработка данных показала наличие отрицательной, хотя и невысокой, корреляции между содержанием белка и продуктивностью. Выделено четыре образца (К-770, 944, 1075, 1662), сочетающие повышенное содержание белка в зерне (11 %) с увеличенным количеством амилозы в крахмале (21-22 %). Высокобелковые образцы Flamengo (K-904), Colosso и высокоамилозные Olimpiada (K-l 1), СІ 1992 (К-15) и Zhen Shang 97, полученные из Франции, использованы в скрещиваниях с сортами нашей селекции Боярин и Вираж.
В результате изучения образцов риса коллекции ВИР установлена малая изменчивость пленчатости, стекловидное и выхода крупы в зависимости от их географического происхождения. Выявлена большая изменчивость у образцов по содержанию дробленого ядра. По комплексу технологических характеристик выделено 16 образцов, которые могут служить в качестве исходного материала для выведения новых высококачественных сортов. Из них лучшими по технологическому качеству крупы были образцы; Дончак, Светлый, Дон 7227 и Дон 7259 (табл. 3.14).
Основная масса сортообразцов имеет стекловидные зерновки, крахмал которых состоит из 15-30 % амилозы и 85-70 % амилопектина. В коллекции присутствуют образцы с глютинозным эндоспермом (wx), у которых отсутствует амилоза. Такие сорта легко развариваются и необходимы при производстве детского питания. Они также используются в парфюмерной промышленности для приготовления пудры.
