Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы
1.1 Селекция яровой мягкой пшеницы на продуктивность и качество зерна 7
1.2 Комбинационная способность 20
2. Условия, материал и методы исследований
2.1 Климатические ресурсы и погодные условия в годы проведеьяя исследований 26
2.2 Исходный материал и методика проведения исследований 30
3. Оценка генофонда яровой мягкой пшеницы по биологическим и хозяйственно-ценным признакам
3.1 Вегетационный период 34
3.2 Высота растений и устойчивость к полеганию 39
3.3 Продуктивность и её элементы 44
3.4 Качество зерна 52
3.5 Устойчивость к болезням 58
4. Комбинационная способность сортов яровой мягкой 62
5. Фенотипическая изменчивость, наследование и наследуемость количественных признаков у яровой мягкой пшеницы
5.1 Высота растений 76
5.2 Продуктивная кустистость 83
5.3 Количество зёрен в колосе 88
5.4 Количество зёрен с растения 94
5.5 Масса зерна с колоса 97
5.6 Масса зерна с растения 102
6. Оценка новых селекционных линий 115
Выводы 122
Предложения для практической селекции 124
Список литературы 126
Приложения 159
- Селекция яровой мягкой пшеницы на продуктивность и качество зерна
- Климатические ресурсы и погодные условия в годы проведеьяя исследований
- Вегетационный период
- Высота растений
Введение к работе
Среднее Поволжье является одним из крупнейших регионов Российской Федерации по производству зерна пшеницы. Яровая мягкая пшеница, наряду с озимой, здесь являются базовыми культурами на которых строится стратегия развития АПК.
Природно-климатические условия региона, куда входит и Пензенская область, затрудняют получение стабильных урожаев хлебопекарной яровой пшеницы высокого качества. Общей их особенностью является наличие таких лимитирующих факторов климата, как неравномерность распределения тепла и влаги, ограниченность в отдельные годы теплоресурсов, выпадение обильных осадков, сопровождающихся шквалистыми ветрами, проявление региональных типов засух.
Проблемы повышения устойчивости производства зерна и стабилизации его качества требуют комплексного подхода в их решении и важное значение имеет выведение новых сортов, адаптированных к местным условиям.
В создании таких сортов особую роль имеют вопросы научно-обоснованного подбора исходного материала, применение эффективных методов селекции, разработанных с учётом биологической приспособленности сортов к конкретной почвенно-климатической зоне. Для повышения результативности работы по созданию новых сортов важное значение имеет определение генетической системы контроля признаков, позволяющее повысить эффективность отборов высокопродуктивных генотипов в расщепляющихся поколениях.
Цель и задачи исследований. Основная цель работы — изучить, выделить и рекомендовать для привлечения в скрещивания исходные формы из современного сортимента яровой мягкой пшеницы и на их основе создать перспективный селекционный материал.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучить селекционную ценность современных сортов яровой мягкой пшеницы и выделить источники с комплексом хозяйственно-ценных призна ков и свойств;
- определить комбинационную способность сортов яровой мягкой пшеницы и выделить доноры короткостебельности и продуктивности;
-изучить характер изменчивости и наследуемость основных количественных признаков;
- на основе выделенных источников и доноров создать новый селекционный материал с хорошей адаптивностью, высокой продуктивностью и качеством зерна.
Научная новизна результатов исследований. В условиях лесостепи Среднего Поволжья проведены комплексные исследования по селекционно-генетической оценке исходного материала яровой мягкой пшеницы. Выделены новые источники хозяйственно-ценных признаков и свойств для практической селекции по основным её направлениям. Изучены закономерности формирования зерновой продуктивности яровой мягкой пшеницы в зависимости от условий выращивания и генотипа, степень выраженности, изменчивость, взаимосвязь элементов структуры урожая с высотой растений. Оценена комбинационная способность сортов пшеницы по элементам продуктивности в системе полных топкроссных скрещиваний. Изучена наследуемость и генетическая система контроля основных признаков продуктивности у гибридов и определена их селекционная ценность, а также целесообразность проведения отборов в ранних поколениях (F2) по этим признакам. Создан новый селекционный материал, характеризующийся высокой урожайностью и комплексом хозяйственно-ценных признаков и свойств.
Практическая значимость результатов работы: Дана характеристика генофонда яровой мягкой пшеницы применительно к задачам селекции на высокую урожайность и качество зерна в Среднем Поволжье. Выделенные источники и доноры хозяйственно ценных признаков предложено использовать в качестве исходного материала при создании новых сортов. Результаты исследований позволили отобрать и выделить новые адаптивные высокопродуктивные линии яровой мягкой пшеницы: 25/02-12, 31/02-3, 37/02-14, 41/02-19, 44/02-41, 44/02-47, 44/02-48.
При творческом участии соискателя созданы два сорта яровой мягкой пшеницы. На сорт Экада 45 получено авторское свидетельство № 42396, зарегистрированное в Государственном реестре охраняемых селекционных достижений 14.05.2008 г (доля авторства 5%). Сорт яровой мягкой пшеницы Вальс проходит государственное испытание (код сорта 9359394 с датой приоритета 22. 12. 2006 г, доля авторства 5%). Положения, выносимые на защиту:
- селекционная ценность выделенных источников и доноров продуктивности, качества зерна и устойчивости к болезням;
- изменчивость и корреляционные взаимосвязи хозяйственно ценных признаков коллекционных сортообразцов;
- комбинационная способность, наследование и наследуемость элементов зерновой продуктивности растений;
- результаты селекции.
Апробация работы. Диссертационная работа является частью НИР отдела селекции зерновых культур ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакаде-мии «Выделить перспективный селекционный материал для создания новых сортов яровой мягкой пшеницы» этап 04.05.04.01, номер гос. Регистрации 01.9.80. 005676. Материалы диссертации доложены на Всероссийских научно-практических конференциях: Пенза (2003; 2009).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 5 работ, одна из которых в издании по перечню, рекомендованному ВАК РФ, получено авторское свидетельство № 42396 на сорт Экада 45.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, выводов, предложений практической селекции, списка литературы. Работа изложена на 184 страницах компьютерного текста, содержит 35 таблиц, 2 рисунка и 20 приложений. Список использованной литературы включает 312 источников, в том числе 42 — на иностранном языке.
Автор выражает глубокую благодарность за поддержку и ценные сове ты в работе над диссертацией директору Пензенского НИИСХ доктору с.-х. наук профессору А.А. Смирнову, научному руководителю доктору с.-х. наук В.Г. Кривобочек и кандидату с.-х. наук И.И. Кривобочек.
Селекция яровой мягкой пшеницы на продуктивность и качество зерна
Основа продовольственной безопасности страны заключается в наращивании производства сельскохозяйственной продукции, в том числе зерна яровой пшеницы. Осуществление этой задачи должно происходить как за счёт создания новых сортов, так и совершенствования технологий их возделывания.
В повышении урожайности яровой пшеницы основная роль отводится селекции и сорту (Вавилов Н.И., 1966; Лукьяненко П.П., 1973; Бороевич С, 1984; Беспалова Л.А., 1998; Неттевич Э.Д., 2001; Жученко А.А., 2004).
Одним из наиболее эффективных, наукоёмких средств производства в растениеводческой отрасли сельского хозяйства, является сорт. Известно, ч о прирост урожайности пшеницы на 30% обусловлен внедрением в производство новых сортов и на 70% - повышением общей культуры растениеводства, связанной с дополнительными вложениями. Благодаря возделыванию нового сорта повышается не только урожайность, но и, что особенно важно в условиях неустойчивого земледелия, адаптивность и стабильность уровня урожая по годам и также качественные показатели зерна (Жученко А.А., 2004; Ионов Э.Ф. и др., 2004; Неттевич Э.Д., 2008).
Вторая половина XX столетия вплоть, до конца 80-х годов характеризовалась постоянным ростом урожайности при высоких дозах минеральных удобрений и использовании энергозатратных интенсивных сортов яровой пшеницы. Прирост урожайности за счёт внедрения интенсивных сортов, отмечался как в мировом производстве, так и во всех регионах бывшего СССР (Романенко А.А. и др., 2005).
А. И. Моргунов, А. А. Наумов (1987) отмечают, что широкое внедрение сортов интенсивного типа в производство не привело к ожидаемым результатам. Средняя урожайность возросла, но её колебания по годам достигли 150%. По их мнению, ориентация в процессе селекции на высокий потенциал продуктивности в определённой степени способствовала снижению устойчивости сортов к неблагоприятным факторам внешней среды. Кроме того, при существующем положении в государственном сортоиспытании увеличился разрыв между урожайностью на сортоучастках и в производстве. При сортоиспытании в течении 2-3 лет погрешность в оценке урожайности достигала 40%, что связано с нетипичностью погодных условий, сложившихся за время испытания в сравнении со средними многолетними значениями. В результате преимущество получают сорта с высокой потенциальной урожайностью, реализовать которую в производственных условиях не удаётся то причине их недостаточной засухоустойчивости, позднеспелости, поражаемости болезнями (Халипский А.Н.. 1990; Жученко А. А., 2008).
Анализ результатов селекционных работ высокоэффективных моделей зернового хозяйства - английской, немецкой, американской, китайской и учёных стран СНГ - свидетельствует о том, что новые сорта должны быть максимально адаптированы к почвенно-климатическим условиям конкретного региона. В странах с благоприятными почвенно-климатическими условиями высокая степень адаптивности обеспечивается возделыванием высокоурожайных сортов, применением оптимальных доз удобрений, средств защиты растений, регуляторов роста. Перед селекционерами этих стран стоит основная задача повышения потенциальной продуктивности сельскохозяйственных культур. Вместе с тем возникли новые требования к сортам: энергоэкономичность и экологическая чистота продукции, стабильность производства (Сох Т. S. et.al., 1988).
Ceccarelli S. et.al. (1991; 1992), Н.С.Васильчук, П.М. Попов (2000), считают, что высокоурожайные сорта более адаптивны к неблагоприятным условиям возделывания, а сорта низкоурожайные более продуктивны в худших условиях. Практика показывает, что при равной урожайности преиму щество нужно отдавать сорту с максимальной экологической приспособленностью (Жученко А.А., 1988; 2000).
A. Weber, М. Sievers (1985) при выявлении зон со стабильной урожай ностью пшеницы установили, что стабильность обычно возрастает в зонах близких к центру происхождения культуры. Установлены зоны стабильной урожайности в Европе, США, Китае и Индии.
Английские учёные особо подчёркивают, что современные сорта способны реализовать генетический потенциал урожайности только при определенных условиям, главные из которых - внесение удобрений, использование гербицидов и фунгицидов. Если бы экономические и политические условия в Англии не способствовали дальнейшему улучшению возделывания и вкладывания средств, то прогрессивное повышение урожайности сортов прекратилось бы (Malton P.I., 1985; Austin R. В., 1989).
Российские учёные изменили подходы к пониманию задач современной селекции. Выводы академика А.А. Жученко (2004) о том, что Б обозримом будущем прогресс в сельском хозяйстве будет происходить не столько благодаря развитию техники, сколько за счёт совершенствования методов более эффективной адаптации агроэкосистем и агроландшафтов к варьирующим во времени и пространстве факторам внешней среды определили стратегию селекционной науки. Изменение стратегического курса было вызвано как причинами объективного так и субъективного характера.
Изменение политической, а в след за ней и экономической ситуации в России привело к значительной дифференциации зерносеющих хозяйств по уровню материальной обеспеченности и наличию средств интенсификации. Повсеместно стало отмечаться падение культуры земледелия, произошёл обвал систем семеноводства, что привело к падению урожайности зерновых культур. Резко увеличилось число возделываемых сортов яровой мягкой пшеницы в производстве, завоз из соседних регионов непроверенных в системе местной госсортсети сортов, посев некондиционными семенами, что привело к снижению производства зерновой продукции (Кривобочек В.Г. и другие, 2006).
В связи со значительным ухудшением агротехники возделывания всех сельскохозяйственных культур, в том числе и яровой пшеницы, увеличилась потребность в сортах, которые были бы способны давать удовлетворительные урожаи при минимуме средств интенсификации и энергоёмкости.
Современное растениеводство решает задачи, связанные с росте »м продуктивности, ресурсосбережения и природоохранности. Центральное место в этой системе занимает селекция новых сортов и гибридов, обеспечивающих дифференцированное использование природных, биологических, техногенных и социально-экономических ресурсов.
Одно из приоритетных направлений современной селекции - использование набора сортов с различной нормой реакции на условия внешней среды, позволяющее увеличить адаптивный потенциал пшеницы (Беспалова Л.А. и ДР-, 2004).
По мнению В. А. Зыкина и И.А. Белана (2002), успехи в современной селекции нередко порождают проблемы. Например, рост урожайности приводит к снижению качества зерна, придание высокой устойчивости к засухе -к снижению устойчивости к полеганию и так далее. Стремление к наращиванию продуктивности в коммерческих сортах вынуждает селекционера идти на компромисс между урожайностью и качеством продукции.
Для адаптивного направления селекции характерна агроэкологическая адресность, связанная с большей приспособленностью новых сортов к мег :-ным природно-климатическим условиям, а также технологиям возделывания. Их отличительная особенность - высокий потенциал продуктивности и качество урожая в сочетании с устойчивостью к наиболее распространённым в регионе абиотическим и биотическим стрессорам, а также «доминирование генотипа» над нерегулируемыми факторами внешней среды (Жученко А.А., 2001).
Климатические ресурсы и погодные условия в годы проведеьяя исследований
Основная часть Пензенской области расположена на западном склоне Приволжской возвышенности и частично на восточной окраине Окско-донской низменности. Климат области умеренно-континентальный. Конти-нентальность постепенно нарастает с запада на восток. Наиболее тёплым месяцем является июль со средней температурой 19,1...19,5С, самым холодным - январь с температурой -11,3...-13,3С. Продолжительность активного роста сельскохозяйственных культур (с температурами выше 10С) -135...147 дней. Сумма активных температур - 2Ю0...2400С. Последние весенние заморозки наблюдаются в конце мая.
Годовое количество осадков — 450...500 мм, в засушливые годы снижается до 350 мм, во влажные - достигает 775 мм. Количество осадков а вегетационный период составляет 343 мм, с колебаниями по годам от 208 до 275 мм.
Для области характерны весенние, реже - летние и осенние засухи. Засуха обычно сопровождается суховеями в период с мая по август, более интенсивными летом (Агроклиматические ресурсы Пензенской области, 1972).
Большая часть пашни (92%) расположена на почвах глинистого и тяжело-суглинистого механического состава, в основном это выщелоченное чернозёмы (75%) и серые лесные почвы (20%).
Почва опытного участка Пензенского НИИСХ представлена выщелоченным чернозёмом тяжелосуглинистого механического состава с содержанием гумуса около 6,21...7,49%, легкогидролизуемой формы азота 63...89 мг, подвижного фосфора 135...217 мг, обменного калия 150...180 мг на 1 кг почвы. Пахотный горизонт имеет мощность 35...40 см. Реакция почвенного раствора слабокислая, рН-5,4.
На рисунке 1 и в таблице 2.1 приведена характеристика агрометеорологических условий вегетации яровой мягкой пшеницы в годы исследование. 2003 год. ГТК вегетационного периода яровой пшеницы составил 2,0, т.е. год характеризовался как избыточно - увлажнёный. Условия периода «всходы-кущение» были неблагоприятными для яровой пшеницы, из-за малого количества осадков (ГТК- 0,6). Межфазный период «кущение-колошение» проходил в условиях повышенного увлажнения. Среднесуточная температура I декады июня были на 5,9 С ниже среднемноголетней и количество осадков в 2,3 раза преьышало среднемноголетнее значение. ГТК за период составил 3,3.
Период «колошение-восковая спелость», в целом благоприятный для яровой пшеницы (ГТК- 1,2), протекал при умеренных температурах и достаточном количестве осадков (среднесуточная температура периода ниже среднемноголетней величины на 2,6С, а осадков выпало на 13,1 мм больше). 2004 год. Условия периода вегетации яровой пшеницы в целом можно характеризовать, как и предыдущий год, достаточно влагообеспеченными (ГТК- 1,8).
ГТК периода «колошение-восковая спелость» равнялся 0,7 (ндцоста точное увлажнение). Сумма осадков за период налива зерна в 2005 году была наименьшей за годы исследований, среднесуточная температура воздуха была на уровне среднемноголетней.
В изучении находилось 240 сортообразцов яровой мягкой пшеницы из коллекции ВИР, российских селекцентров, стран ближнего и дальнего зарубежья (табл. 2.2). Наиболее широко были представлены образцы Западно-Сибирского, Северо-Кавказского регионов, а также Казахстана, Северной и Западной Европы, Азии, Центральной и Южной Африки, Северной и Южной Америки.
Для изучения особенностей наследования признаков продуктивности, а также определения комбинационной способности образцов, в 2002-2004 гг проведена серия скрещиваний по системе полных топкроссов. В качестве тестеров взяты районированные сорта: Пирамида, Нива 2 и Тулайковская 10. За отцовские формы взяты сорта из разных эколого-географических групп: Памяти Азиева, Славянка Сибири, Омская 20 (Западно-Сибирский регион) Кинельская 60 (Средневолжский регион), Прохоровка (Нижневолжский регион), Эритроспермум 2375 и Alexandria (США), CDC Teal (Канада).
Изучение коллекционных образцов проводили по биологическим и хозяйственно-ценным признакам и свойствам: вегетационный период, урожайность, климатическая выносливость (уборочная густота), продуктивная кустистость, продуктивность колоса и растения, масса 1000 зёрен, иммунитет к основным видам заболеваний, высота и устойчивость к полеганию и качества зерна.
Вегетационный период
Продолжительность вегетационного периода является одним из ведущих признаков сорта, указывающих на пригодность возделывания его в тех или иных условиях. Продолжительность всего жизненного цикла растений зависит от его генетических особенностей и условий окружающей среды (Трофимовская А.Я., 1972; Борисонник З.Б., 1974; Гончаров Н.П., 1993; Разумов В.И. и др., 1972; Ригин Б.В. и др., 1989; Stelmakh А.Е.,1998).
Метеорологические условия в годы изучения коллекциионного материала оказали существенное влияние на продолжительность межфазных периодов и всего периода развития растений яровой мягкой пшеницы. Изучаемый набор сортообразцов характеризовался разнообразием по данному признаку. Межфазный период «всходы-колошение» находился в пределах 35-57 суток, а «колошение-восковая спелость» 34-49 суток. Наиболее продолжительный вегетационный период у сортообразцов яровой мягкой пшеницы наблюдался при относительно прохладной и дождливой погоде в 2003 году. Период «всходы-колошение» составил 43...57 суток (ГТК=2,8). Меньшая продолжительность 35...46 суток отмечена в 2004году (ГТК=1,8). По полученным данным самый короткий период «колошение-созревание» был в 2003 году (34...42 суток), а самый длинный в 2004 году (41...49 суток) (табл. 3.1.1).
Амплитуда изменчивости длины вегетационного периода в годы исследований составила 77... 100 суток, у стандарта Нива 2 - 84...88 суток. Наиболее короткий вегетационный период яровой мягкой пшеницы наблюдался в 2004 году 76...95 суток, когда межфазный период «колошение-восковая спелость» проходил при повышенных температурах воздуха и малом количестве осадков (ГТК=0,5).
Изучаемые сортообразцы были условно классифицированны по типам созревания на 3 группы (табл. 3.1.2). Среди изученных 20,6% образцов отнесены к раннеспелым, 54,3% - к среднеспелым и 25,1% - к среднепозднеспе-лым. То есть самое большое количество образцов отнесено к среднеспелой группе, в том числе и стандартный сорт Нива 2. Сорта среднеспелой группы были более урожайными.
Варьирование в сроках созревания пшеницы связано с генетической разнородностью обширного исходного материала и реакцией конкретного сорта на условия выращивания. Таблица 3.1.2 -Урожайность коллекционных сортообразцов яровой мяг кой пшеницы равных групп спелости (2003-2005 гг.) Тип созревания Количество сортообразцов Продолжительность периода «всходы-восковая спелость», суток Урожайность,г/м2 штук % Раннеспелые 50 20,6 76-83 . 218,7...390,6 Среднеспелые 130 54,3 84-91 239,8...399,2 Среднепоздние 60 25,1 92-100 213,0...388."
Всего: 240 100 По мнению ряда исследователей - Глуховцевой Н.И (1978; 198.-), Глу-ховцева В.В. (1995), Головоченко А.П. (1998), для условий континентального климата Среднего Поволжья, где засушливые годы чередуются с острозасушливыми и умеренно влажными, важным условием устойчивого роста урожайности является устойчивость растений к действию температурного, водного стрессов, а также к болезням и вредителям. Однако сорта с более коротким вегетационным периодом уступают по урожайности во влажные, а иногда и в средние по влагообеспеченности годы. Среднеспелые и средне-поздние сорта обеспечивают высокий уровень урожайности в благоприятные годы, но при сильной засухе дают очень низкий урожай.
Позднеспелые сорта не получили распространения в Поволжье. Это связано как с их биологическими особенностями, так и организационными вопросами. Гораздо более перспективна селекция на скороспелость.
За годы исследований было выделено 50 раннеспелых образцов, из равных эколого-географических групп. Часть из них сочетала скороспелость с высокой урожайностью - Омская 32, Иргина, Х-613, Жница, Крепыш, Амир, Hja 23289 , Pelican, PF 839204 (табл. 3.1.3).
Многие раннеспелые сорта формируют высокую массу 1000 зёрен. По этому показателю выделился сорт Vilmorin 11 (Франция) - 37,8 г. Самое мелкое зерно среди раннеспелых образцов сформировалось у сорта Катюша из Беларуси (25,0 г) и Pelican из Бельгии (27,2 г) (табл. 3.1.3).
Исследователи Кузнецова Е.С. (1928), Пальмова Е.Ф. и др. (1934;1935), Носатовский А.И (1965), Иванов П.К. (1971), Удачин Р.А. (1961), отмечает влияние температуры и влажности воздуха на продолжительность вегетационного периода. В наших исследованиях отмечена достоверная отрицательная корреляция продолжительности периода «всходы-восковая спелость» со среднесуточной температурой воздуха (г=-0,279...-0,599 ) и положительная достоверная с осадками (г= 0,678 ...0,873 ).
Периоды «всходы-колошение» и «колошение-восковая спелость» сокращались с повышением среднесуточной температуры и удлинялись с её снижением. Оба периода удлинялись с увеличением количества осадков (прил. 2).
Исследования показали, что урожайность слабо связана с продолжительностью периода «всходы-созревание» (г=-0,011- 2003 г.; 0,074- 2004 г.; 0,089-2005 г.). Это объясняется тем, что в исследовании были преимущественно среднеспелые сорта со сходной реакцией на условия внешней среды. Таблица 3.1.3 - Характеристика раннеспелых сортообразцов яровой мягкой пшеницы (2003-2005 гг.)
Сортообразец Происхождение (регион) Вегетационный период, суток Урожайность,г/м2 Масса1000зёрен,г всходы-колошение всходы-восковая спелость Нива 2, st Уральский L_ 4б 87 335,0 . 36,1 ЮВГ-7-1 Нижневолжский 43 84 319,0 34,5 Омская 32 Западно-Сибирский 41 83 354,0 31,2 Иргина Уральский 41 83 322,0 31,8 Х-613 L Уральский 43 83 339,0 34,1 Амир Центральный 43 83 325,0 32,5 Жница Центрально-Чернозёмный 43 83 357,0 35,1 Крепыш Волго-Вятский 43 83 357,0 36,3 Зарян Северо-Кавказский 42 83 287,0 35,0 Эритроспермум 27/h74 Северо-Кавказский 41 84 250,0 36,6 Лютесценс 32 Казахстан 43 84 309,0 36,0 Днепрянка Украина 43 83 273,0 33,8 MQS - 65 Вьетнам 42 82 309,0 35,2 Pelican Бельгия 41 82 280,0 . 27,7 PF 839204 Бразилия 43 81 360,0 36,8 Hja 23289 Финляндия 43 81 313,0 30,3 Vilmorin 11 Франция 44 83 271,0 37,8 Анализ данных изменчивости отдельных фаз развития сортов показывает, что в большей степени варьирует период «всходы-колошение», в меньшей степени «колошение-созревание» у всех сортов (табл. 3.1.4). Таблица 3.1.4 - Изменчивость вегетационного периода сортообразцов по группам спелости (2003-2005 гг.) Межфазныйпериод Раннеспелые Среднеспелые Среднепоздние средний min-max V,% средний min-max V,% средний min-max V,% Всходы-колошение 44 35-53 12,2 48 40-55 11,5 50 42-57 15,6
Колошение-восковая спелость 40 32-46 4,7 40 33-47 5,6 42 34-49 7,8 Всходы-восковая спелость 79 76-83 9,8 87 84-91 8,6 96 92-100 8,2 Данные зависимости урожая сортов яровой мягкой пшеницы, разных групп спелости от количества осадков и среднесуточных температур приведены в таблице 3.1.5.
Всходы-колошение (суток) -0,490±0,120 -0,420±0,080 -0,400±0,120 Колошение-восковая спелость (суток) -0,230±0,140 -0,300±0,08 -0,280±0Л20 Всходы-восковая спелость (суток) -0,190±0,140 -0,230±0,080 -0,200±0,120
Количество осадков за вегетационный период яровой пшеницы колебалось от 115,9 до 291,2 мм. На период «всходы-колошение» приходится от 38 до 96%) выпавших осадков при высокой их вариабельности (65,4... 78,3%). За период «колошение-восковая спелость» выпадает от 4 до 62% осадков, таюге при значительной вариабельности по годам (V=41,2- 64,4%).
На уровень урожайности оказывают влияние атмосферные осадки летнего периода. Коэффициент корреляции между урожайностью и количеством осадков в период «всходы-восковая спелость» во всех группах спелости был примерно одинаковым (r=0,420 .. .0,470 ).
Независимо от группы спелости уровень урожайности определяется количеством атмосферных осадков за период «всходы-колошение» и, в меньшей степени, за период «колошение - восковая спелость».
Высота растений
Практика мировой селекции пшеницы показала, что одной из наиболее важных задач является выведение сортов, устойчивых к полеганию. Этот показатель является важным фактором высокой урожайности. Полегание приводит не только к недобору зерна, но и ухудшает его качество, затрудняет механизированную уборку, благоприятствует развитию и распространению болезней.
Селекционеры чаще всего устойчивость к полеганию связывают с ко-роткостебельностью сортов. Преимущества короткого стебля перед длинным обусловлено тем, что он более устойчив к полеганию при воздействии сильных ветров и ливневых дождей.
В Среднем Поволжье благоприятные по увлажнению годы чередуются с засушливыми или избыточно увлажненными. Излишняя высокорослость растений пшеницы ведёт к дополнительному расходу питательных веществ и воды, или к нерациональному использованию влаги при засухе. В то же время низкорослость мешает уборке, ведёт к большим потерям зерна.
Согласно европейским стандартам, растения пшеницы считаются нормальными по высоте при длине стебля 100 - 120 см, при 80 - 100 см - средне-рослыми и ниже 80 см - короткостебельными (Гужов Ю. Л., Фукс А., Вали-чек П., 2003).В условиях Среднего Поволжья оптимальной высотой растений у сортов яровой пшеницы является 80-100 см (Головоченко А.П., 2001).
Длину стебля растений пшеницы обуславливают доминантные или рецессивные аллели 20 генов (Мережко А.Ф., 1994). Принято считать, что полегание - явление ценотипическое и его необходимо изучать в посевах различной плотности как процесс формирования высокой продуктивности и устойчивости растений (Бурдун A.M., Гуйда, 1977). Согласно литературным данным наследование самого признака «высота растений» не зависит от площади питания (Лавриненко Ю.А., 1984; А.И. Седловский и др., 1982).
Вопросы наследования высоты растений гибридами пшеницы пред ставляют большой интерес как в теоретическом, так и в практическом отношении. Изучение наследования нашло отражение в ряде работ. В результате исследований была установлена полигенная природа этого признака, сложный характер наследования. Многие исследователи указывают на доминантный или частично доминантный характер наследования высокостебельности (Гулян А.А., 1972; Орлюк А.П., 1973; Дорофеев В.Ф., Пушкина Г.А., 1974; Храмцова Н.В., 1975; Рутц Р.Н., Храмцова Н.В., 1976), промежуточный характер наследования (Скатова С.Е., Гуляев Г.В., 1974; Лавриненко Ю.Л., 1984) или же отмечаются все типы наследования от гетерозиса до депрессии (Сухоруков А.Ф., 2003; Пискарёв В.В., 2006).
Используемые нами в скрещиваниях исходные родительские формы в целом не имели больших различий по высоте растений (табл. 5.1.1), однако изменчивость признака по годам носила у сортов различный характер. Материнские сорта в среднем за три года исследований по высоте не отличались, а из отцовских сортов относительно высокорослым был сорт Памяти Азиева (99,6 см), относительно низкорослым - Alexandria из США (87,1 см).
В наших исследования в разреженных посевах явление полегания не отмечалось ни в один год. В коллекционном питомнике при рядовом посеве устойчивость родительских сортов за годы исследований составила по сортам: Пирамида - 5-9 баллов, Нива 2 - 7-9 баллов, Тулайковская 10 - 3-5 баллов, Памяти Азиева - 5-9 баллов, Славянка Сибири - 5-7 баллов, Кинельская 60 - 5-7 баллов, Омская 20 - 7-9 баллов, Прохоровка - 9 баллов, 2375 США -7 баллов, CDC Teal (Канада) - 9 баллов, Alexandria (США) - 9 баллов.
Высота растений была наибольшей в 2003 году, наименьшей - в 2004 году. Коэффициент вариации колебался у родительских сортов от 7,2 до 12,2 % и в среднем составил 9,2 %. Изменчивость гибридов F] находилась примерно в тех же пределах, что и у родительских сортов и зависела как от генотипов родителей, так и от условий лет исследований.
Групповые средние по сортам Пирамида и Нива 2 существенно не отличались друг от друга по годам исследований. Гибриды с Тулайковской были более высокорослыми.
В среднем за два года изучения коэффициент вариации гибридов F2 был одинаковым (11,9%) и не зависел от происхождения родительских форм. У гибридов первого и второго поколения проведён анализ сопряжённости хозяйственно-биологических признаков и высоты растений (табл.5.1.2)
Высота растений, сама по себе, не есть непосредственный элемент продуктивности, но тем не менее для каждой зоны в течение длительного от бора сформировался свой оптимальный экотип пшеничного растения. Прямую связь высоты растения с урожаем в условиях Поволжья впервые установил А.И. Стебут (1915). Отрицательную зависимость высоты растений с продуктивной кустистостью обнаружил в Нечерноземье Ю.Б. Коновалов и др., изучая различные по высоте линии, отобранные в F2. По данным Самарского НИИСХ им. Н.М. Тулайкова, в гибридных популяциях обнаружена положительная, достоверная связь высоты растений с озерненностью и массой 1000 зёрен, но не установлена такая связь с продуктивной кустистостью (А.А. Вьюшков, 2004). Это подтверждается и данными наших исследований.
Во все годы исследований наблюдалась достоверно высокая сопряжённость высоты растений с длиной верхнего междоузлия. Наиболее высокой она была в 2004 году - г=0,933 при наименьшей за годы изучения высоте.
Корреляция высоты растения с длиной верхнего междоузлия составило в среднем в 2003 году -1-=0,421, в 2004 году - г=0,453, в 2005 году - г-0,472. Относительно высоким этот показатель был у сортов Тулайковская 10 и CDC Teal. Верхнее междоузлие является составным элементом общей длины стебля, однако по характеру наследования и реакции на условия внешней среды эти признаки различаются. Многие исследователи связывают этот показатель с засухоустойчивостью сорта, чем больше вынос колоса, тем выше засухоустойчивость (Цильке Р.А., 1974). Нам не удалось установить связь этого показателя с засухоустойчивостью сортов из-за отсутствия условий для проявления этого признака в годы исследований.
