Содержание к диссертации
Введение
1 Обзор литературы 9
2 Условия, материал и методика проведения исследований 29
2.1 Почвенно-климатические особенности зоны 29
2.2 Материал исследований 38
2.3 Методика проведения исследований 41
3 Характеристика устойчивых к бурой ржавчине образцов яровой мягкой пшеницы по комплексу хозяйственно-ценных признаков, интенсивности транспирации, водоудерживающеи способности листьев 44
3.1 Устойчивость к бурой ржавчине 44
3.2 Полевая всхожесть семян и выживаемость растений к уборке 47
3.3 Вегетационный и межфазные периоды 52
3.4 Устойчивость к полеганию 55
3.5 Интенсивность транспирации и водоудерживающая способность листьев 59
3.6 Урожайность и элементы ее структуры 73
3.7 Качество зерна 83
3.8 Корреляционная зависимость урожайности с ее основными элементами 92
4 Характер изменчивости и наследования селекционно-значимых признаков гибридами, полученными с участием устойчивых к бурой ржавчине форм 95
4.1 Изменчивость основных признаков продуктивности 95
4.2 Наследование основных признаков продуктивности 101
4.3 Изменчивость и наследование водоудерживающеи способности листьев 107
5 Комбинационная способность образцов яровой мягкой пшеницы по основным хозяйственно-ценным признакам и водоудерживающеи способности листьев 115
6 Селекционная оценка гибридов Fi и F2 122
6.1 Устойчивость к бурой ржавчине 122
6.2 Длина вегетационного периода 124
6.3 Продуктивность и качество зерна 127
Выводы 135
Рекомендации селекционерам 137
Библиографический список 138
Приложения 164
- Почвенно-климатические особенности зоны
- Методика проведения исследований
- Полевая всхожесть семян и выживаемость растений к уборке
- Изменчивость основных признаков продуктивности
Введение к работе
Пшеница занимает ведущее место в мировом земледелии по посевным площадям и валовому сбору зерна. Общемировые посевы пшеницы рода Triticum достигают 215 - 230 млн. га, в России 23 - 25 млн. га. В Сибири производится 18 - 20 % зерна от всего его производства в Российской Федерации. Ее широкое распространение обусловлено высокой пластичностью, урожайностью, а также высокими потенциальными свойствами продуктов переработки зерна, их хорошей усвояемостью (Пшеницы мира, 1987; Зыкин В.А. и др., 2000; Шаманин В.П., 2003; Частная селекция ..., 2005).
В годы массового развития возбудителей листовых патогенов наблюдаются значительные потери урожая пшеницы. Недобор сельскохозяйственной продукции зерновых культур от вредных организмов в России ежегодно составляет 25 % (Чулкина В.А. и др., 1998; Коновалов Ю.Б., 1999; Поползухина Н.А., 2004).
В Омской области яровая мягкая пшеница является основной зерновой культурой. Большинство возделываемых сортов в производстве восприимчивы к болезням. Нередко потери носят скрытый характер (Рутц Р.И., 2005). Самая распространенная болезнь на посевах мягкой пшеницы в Западной Сибири -бурая ржавчина. Она не приводит к гибели растений, но при сильном развитии болезни (эпифитотии) потери урожая достигают 30 - 40 % от валового сбора зерна. Причем, они маскируются в целом довольно высоким уровнем урожайности, поскольку болезнь сильно проявляется во влажные годы, благоприятные для формирования высокого урожая (Широков А.И., 1988; Коновалов Ю.Б., 1999; Христов Ю.А. и др., 2004).
В целом по стране доля сортов, устойчивых к бурой ржавчине, составляет не более 12 - 15 % (Левитин М.М. и др., 1999). Большинство сортов зерновых культур, включенных в Государственный реестр селекционных достижений России по 10 и 11 регионам, в значительной степени поражаются грибными заболеваниями. В Омской области в 2007 г. площади под устойчивыми к бурой ржавчине сортами яровой мягкой пшеницы составляли лишь 10,2 %. Из всего количества используемых в регионе на сегодняшний день сортов устойчивостью к патогенам характеризуются Терция, Соната и Дуэт, созданные в ОмГАУ, и Страда Сибири, Казанская юбилейная селекции СибНИИСХ (ПоползухинаН.А., 2004; Государственный реестр...., 2007). Происходящее сейчас нарастание потерь от болезней растений связано с увеличением генетической однородности сельскохозяйственных культур. Обработки фунгицидами не только обостряют экологические проблемы, но и неспособны компенсировать вредные последствия генетической однородности (Кривченко В.И. и др.,1990).
Известно, что потери урожая и снижение качества продукции происходит в результате действия гриба на такие органы растений как лист и стебель, которые выполняют основные функции при фотосинтизе и водообмене. Развитие болезни приводит прежде всего к уменьшению ассимиляционной поверхности, что скорее всего может быть причиной изменения таких показателей водообмена, как интенсивность транспирации и водоудерживающая способность листьев. Ведь в обеспечении колоса ассимилянтами важное значение имеет сохранность листового аппарата (Лихенко И. Е., 2003).
Несмотря на то, что успехи селекции в последнее время очевидны, возделываемые сорта не всегда отвечают требованиям производства. При неблагоприятных условиях снижают урожай и качество зерна, а в благоприятные годы не реализуют свой генетический потенциал из-за поражения болезнями и склонности к полеганию. Поэтому основной проблемой для селекционера является создание сортов, сочетающих высокую урожайность и качество зерна с устойчивостью к болезням. В этой связи необходимо развитие теоретических и прикладных исследований, которые позволяют решить эти задачи.
Цель исследований. Проведение селекционно-генетической оценки устойчивых к бурой ржавчине мутантно-сортовых гибридов яровой мягкой пшеницы по основным хозяйственно-ценным признакам, водоудерживающей способности листьев, интенсивности транспирации. Задачи исследований:
1. Изучить мутантно-сортовые гибриды, устойчивые к бурой ржавчине, по основным селекционным признакам.
2. Выявить влияние бурой ржавчины на физиологические показатели: водоудерживаюшую способность листьев и интенсивность транспирации.
3. Изучить изменчивость и характер наследования основных признаков продуктивности и водоудерживающей способности листьев.
4. Определить комбинационную способность образцов яровой мягкой пшеницы по основным хозяйственно-ценным признакам и водоудерживающей способности листьев.
5. Создать новый исходный материал для селекции яровой пшеницы, сочетающий высокую урожайность и качество зерна с устойчивостью к бурой ржавчине.
Научная новизна исследований. На основе комплексной оценки устойчивых к бурой ржавчине мутантно-сортовых гибридов как по основным признакам продуктивности и качества зерна, так и по интенсивности транспирации и водоудерживающей способности листьев, выделены образцы с высокими урожайностью, водоудерживающей способностью листьев, ценные по качеству, устойчивые к бурой ржавчине. Выявлена специфичность интенсивности транспирации и водоудерживающей способности листьев в зависимости от генотипа, группы спелости образцов и степени их поражаемости бурой ржавчиной. Установлены особенности изменчивости, наследования и сопряженности количественных признаков. По результатам изучения комбинационной способности выявлены доноры хозяйственно-ценных признаков. Создан новый исходный материал для селекции яровой пшеницы в регионе, сочетающий высокую продуктивность и качество зерна с устойчивостью к бурой ржавчине. Положения, выносимые на защиту:
- комплексная селекционная оценка мутантно-сортовых гибридов и выделение перспективных образцов яровой мягкой пшеницы;
- специфичность водообмена (интенсивность транспирации, водоудерживающая способность листьев) в зависимости от метеорологических условий, генотипа, группы спелости, фазы развития растений и степени поражаемости растений бурой ржавчиной;
- преобладание неаллельного взаимодействия генов в наследовании основных признаков продуктивности и водообмена гибридами Fi и F2;
- лучшими донорскими способностями по основным признакам продуктивности и водоудерживающей способности листьев характеризуются сорта Алтайская 65, Светланка и мутантно-сортовые гибриды Г620/01, Г695/01.
Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. В процессе комплексного изучения мутантно-сортовых гибридов были выделены наиболее перспективные, представляющие практический интерес для селекции. Среди них образец Г697/01, переданный на государственное сортоиспытание в 2006 г. лабораторией селекции озимых культур ГНУ СибНИИСХ под названием Лавруша. Характеризуется высокой урожайностью, устойчивостью к бурой ржавчине, высоким содержанием в зерне белка.
В селекционный процесс кафедры генетики, селекции и семеноводства ФГОУ ВПО ОмГАУ включены ржавчиноустойчивые образцы Г695/01, Г536/02 и Г697/01 (приложение 46). В лаборатории селекции озимых культур из созданных гибридных популяций было отобрано и посеяно в 2007 году в селекционном питомнике 1-го года (СП-1) 564 селекционные линии. В 2008 году в СП-1 изучалось 1448 линий, в селекционном питомнике 2-го года - 36 выделившихся образцов (приложение 47).
Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и одобрены: на научных конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов ОмГАУ (апрель 2006 г., март 2007 г.); Межрегиональной научно-практической конференции молодых ученых "Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых" (20-21 апреля 2006 г., г. Новосибирск); региональной конференции "Инновационные технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции: к 85-летию образования Института заочного обучения и повышения квалификации ОмГАУ" (2006 г.); на Международной научно-практической конференции молодых ученых СО РАСХН "Молодые ученые - аграрной науке" (4-5 июля 2007 г., г. Омск); на Международной научно-практической конференции, посвященной 50-летию Красноярского НИИСХ (10-11 августа 2007 г., г. Красноярск) и опубликованы в 6 научных работах общим объемом 1,22 п. л. Автор выражает благодарность: научному руководителю Поползухиной Н.А., сотрудникам лаборатории селекции озимых культур ГНУ СибНИИСХ, кандидату с.-х. наук Кротовой Л.А., кандидату биологических наук Калашнику Н.А.
Почвенно-климатические особенности зоны
Расположение Омской области на обширной низменной равнине в центре Азиатского материка, вдали от морей, открытость ее территории, как с севера, так и с юга, способствует тому, что климат здесь формируется под сильным воздействием физических свойств суши, которая летом быстро и сильно прогревается, а зимой также быстро охлаждается. Кроме того, сюда свободно проникают не только арктические холодные воздушные массы, но и теплые сухие из Казахстана. Свободный обмен арктических и тропических воздушных масс приводит к формированию контрастных высотных фронтальных зон и способствует интенсивному развитию циклонической деятельности в течение всего года.
Характерные особенности климата Омской области - резкая континентальность, недостаток осадков, сухость воздуха, холодная продолжительная зима и жаркое, но короткое лето. Континентальность возрастает по мере продвижения с севера на юг.
Омская область размещается в четырех почвенно-климатических зонах: северная (тайга и подтайга) - 7,2% общей площади пашни; северная лесостепь - 23,7%; южная лесостепь - 24,3%; степная зона - 44,8%.
Опытные поля СибНИИСХ расположены в зоне южной лесостепи Омской области.
Южная лесостепная зона имеет хорошую теплообеспеченность и недостаточное увлажнение. Годовая сумма осадков составляет 330-350 мм в северной половине зоны и 280-315 - в южной. За теплый период (выше 5С) средняя многолетняя сумма осадков равняется 230-290 мм и за период активной вегетации - 175-215. Осадки весенне-летнего периода чрезвычайно неустойчивы, носят ливневый характер и распределяются по территории крайне неравномерно. В метровом слое почвы весной в среднем содержится 80-115 мм продуктивной влаги, что указывает на недостаточную влагообеспеченность районов этой зоны. Минимум запасов влаги в почве наступает в конце июля - в начале августа, когда в метровом слое почвы всего 40-50 мм продуктивной влаги. Число дней с атмосферной засухой здесь равно 8-16, а в отдельные годы - даже 35-45. Число лет с острым недостатком влаги -около 30%. Количество, характер и распределение осадков определяется в основном процессами циркуляции атмосферы и географическими условиями. Увлажнение почти целиком зависит от влаги, приносимой с запада.
Заморозки весной прекращаются в воздухе в среднем 20-25 мая, на почве 31 мая - 8 июня. Осенью заморозки начинаются в воздухе 15-20, на почве - 4-12 сентября. Устойчивый снежный покров в среднем образуется 6-11 ноября. Максимальная высота снежного покрова — 20-25 см. Разрушается снежный покров в первой декаде апреля.
Пахотно-пригодные земли южной лесостепи представлены в основном обыкновенными и выщелоченными черноземами (Агроклиматические бюллетени по Омской области, 2004-2006).
Почвы опытного участка состоит из выщелоченного среднемощного среднегумусового чернозема, тяжелосуглинистого механического состава с содержанием гумуса 6-9%, а мощностно-гумусового горизонта (А+АВ) 30-60 см. Гранулометрический состав - тяжело- и среднесуглинистые почвы (таблица 2.1).
В верхнем слое почвы (0-20 см) гумуса содержится 7,87%, а на глубине 40-50 см его уже в три раза меньше. Гумусовые вещества на 80-90% представлены гуматами кальция. Общих (валовых) запасов фосфора (Р2О5) в верхних горизонтах содержится 1260-1605 мг/кг. Однако, подвижных форм фосфора по методу Чирикова содержится 8% от валовых запасов. В связи с этим подвижных форм фосфора, доступных растениям, далеко недостаточно. Данные Н.И. Богданова (1954) показывают, что соединения азота более мобильны и количество их зависит от обработки почвы. Обменного калия (К20) в выщелоченном черноземе содержится от 382 до 513 мг/кг почвы (по методу Масловой).
Выщелоченный среднесуглинистый чернозем опытного участка имеет благоприятные водно-физические свойства для возделывания сельскохозяйственных культур и является типичной разновидностью почв для южной лесостепной зоны Западной Сибири.
Почвенно-климатические условия в целом благоприятны для выращивания основных зерновых культур, но резкая континентальность климата и его нестабильность, предъявляют высокие требования к яровой мягкой пшенице. Данная культура является растением длинного дня, вегетационный период ее обычно колеблется от 75 до 115 суток при потребности в тепле от 1350 до 2000 С. Оптимальными температурами для прохождения фаз развития яровой мягкой пшеницы являются следующие для прорастания около 20С, кущения Ю...13С, трубкования-цветения 20С и созревания 16 23 С.
Температура, при которой наблюдается повреждение пшеницы заморозками: в фазу всходов около -8...-10С, цветения -1:..-2С, молочная спелость -2...-4С (Капис В.И., 2004).
Наибольшее количество влаги из почвы пшеница потребляет в период выхода в трубку - цветения. Высокая потребность в воде сохраняется и в период цветения - молочной спелости (Капис В.И., 2004). 2004 год
В мае преобладала необычно жаркая сухая погода. Средняя температура в первой десятидневке 11,4 С, что на 2 С выше нормы. Осадков выпало 4 мм (50% от нормы). Во второй декаде преобладала очень жаркая погода без осадков: средняя температура составила 22,6 С (выше нормы на 11,2 С). В последней декаде средняя температура была 17,0 С, что выше многолетней на 3,2 С; осадков выпало 20 мм, что составило 200% от средней многолетней суммы осадков. Средняя температура за месяц равна 17,0С, что на 5,5С превысило норму. Осадков выпало в мае 24мм, что составило 92% от нормы.
В июне удерживалась теплая температура с дождями. Средняя температура воздуха в первой декаде составила 10,6 С, что на 2,8 С выше нормы. Во второй десятидневке температурный фон 18,3 С оказался также выше обычного на 3,2 С. Осадков выпало в первой и второй декаде по 9 мм, что составило 64% и 60% от нормы соответственно. В третьей декаде температура воздуха - 17,9 С, что на 0,8 С ниже средней многолетней. В целом в июне среднемесячная температура составила 19,3 С, выше обычной на 5,5 С. Сумма осадков за месяц 64 мм (это 125%) нормы).
В июле преобладала теплая сухая погода. Лишь в начале месяца средняя температура воздуха была 17,0 С, что ниже средней многолетней на 2,9 С. Осадков за первую декаду выпало 23 мм, что на 35% больше нормы. Средняя температура за вторую декаду была 20,5 С, на 0,6 С выше нормы. Осадков выпало 9 мм - это 43% от средней многолетней. Последняя декада июля была жаркой без осадков. В последней десятидневке средняя температура воздуха оказалась выше нормы на 3,7С и составила 22,4С. Температура воздуха за месяц была близка к многолетней и составила 20 С, осадков выпало на 54 % меньше нормы.
Август характеризовался теплой с недобором осадков погодой. Средняя температура воздуха в первой декаде была 16,6С, что ниже нормы на 0,5 С. Количество осадков за декаду равнялось 2 мм (10% от нормы). Во второй десятидневке средняя температура равнялась 18,5С, превысив норму на 1,8 С. Количество осадков составило 53% от нормы и равнялось 8 мм. Последняя декада августа по температуре (13,8С) и количеству осадков (18мм) близка к средней многолетней. Среднемесячная температура воздуха была близка к норме и составила 16,3С, осадков выпало 53 % от нормы. 2005 год
В мае преобладала теплая, дождливая погода. Средняя декадная температура воздуха в первую десятидневку составила 10,4 С, превысив норму-на 1 С. В течение декады дождей не было. Во второй декаде средняя температура воздуха превысила норму на 4,7 С и составила 16,1 С. Продолжает сохраняться недобор осадков: декадная норма осадков составила 6 мм, 75 % от среднемноголетнего количества. В последней декаде мая средняя декадная температура воздуха составила 13,4 С, на 0,4 С ниже нормы. Сумма осадков на 130 % превысила норму и составила 23 мм. Температура воздуха за месяц превысила многолетнюю на 1,8 С и составила 13,3 С. Осадков выпало на 13 % больше многолетнего показателя.
Методика проведения исследований
Закладка полевых опытов оценки, учеты, наблюдения соответствовали методике Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1985). Посев проводился в питомнике конкурсного сортоиспытания по паровому предшественнику 14-16 мая, с нормой высева 5 млн. всхожих зерен на гектар, повторность трехкратная, учетная площадь делянок 15 м.
Измерения интенсивности транспирации у срезанных листьев проводили при помощи торзионных весов по Иванову (1960), водоудерживающую способность листьев по методике, разработанной ВИР (1982).
Оценка образцов яровой мягкой пшеницы на устойчивость к бурой листовой ржавчине на инфекционном фоне осуществлялась сотрудниками лаборатории иммунитета растений СибНИИСХ по методике Российского фитопатологического общества (2000 г.).
Полная технологическая оценка зерна проводилась в лаборатории качества зерна СибНИИСХ по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: технологическая оценка зерновых, крупяных и зернобобовых культур (1988). Были определены следующие показатели качества: - стекловидность, % (ГОСТ 10987-76); - масса 1000 зерен, г (ГОСТ 10842-76); - натура зерна, г/л (ГОСТ 10840-64); - содержание белка, % (по Базавлуку И.М., 1968); - количество и качество клейковины (ГОСТ 13586.1-68); - физические свойства теста при оценке на фаринографе, альвеографе; - хлебопекарные качества муки (ремикс — метод).
Гибридизацию проводили твел-методом. Гибриды Fj, F2 и их родителей высевали блоками по схеме Pi Fi F2P2. Повторность опыта 3-х кратная, длина рядка 2 метра, площадь питания растений 10x20 см. Посев осуществлялся ручной сажалкой по паровому предшественнику. В период вегетации проводились фенологические наблюдения, определялись физиологические показатели: водоудерживающая способность листьев и интенсивность транспирации по методикам указанным выше. Уборку проводили вручную. Для анализа основных признаков продуктивности использовали до 50 растений Pi Fi Р2 и от 50 до 150 растений F2. Определяли общую и продуктивную кустистость, высоту растений, количество колосков и зерен в колосе, массу 1000 зерен, продуктивность главного колоса и растения. В лаборатории качества зерна проведена оценка качества зерна гибридов F2 и их родителей (Оценка качества зерна, 1987; Зелова Л.А. и др., 1996).
Математическая обработка экспериментальных данных была проведена методами дисперсионного, корреляционного анализов в изложении Б.А. Доспехова (1979) и П.Ф. Рокицкого (1973) на ПЭВМ по программам из пакета Анализ для Microsoft Excel. Определялись статистические характеристики изучаемых количественных признаков (X±Sx; Cv; Xmin, Xmax; r; lim). Рассчитывали:
1. степень доминирования количественных признаков - hP (Beil and Atkins, 1965). При hP l,0 отмечали сверхдоминирование; hP=l,0 - полное доминирование; hp = 0,5...1,0 - неполное доминирование; hp 0,5 - частичное доминирование; hP = 0 - промежуточное наследование; hP -1,0 - депрессию;
2. общую и специфическую комбинационную способность - ОКС и СКС (Савченко В.К, 1973; Рутц Р.И., 1977). В диссертационной работе использовались следующие сокращения: ст. -стандарт; ИТ - интенсивность транспирации; ВС - водоудерживающая способность листьев; Fi - гибридная комбинация первого поколения; F2 - гибридная комбинация второго поколения; Х- среднее значение признака; X±Sx - уровень развития признака; lim - размах варьирования; Су - коэффициент изменчивости; г - коэффициент корреляции.
Полевая всхожесть семян и выживаемость растений к уборке
Одним из решающих условий того или иного уровня урожайности зерна является формирование соответствующего количества растений и продуктивных стеблей на каждом гектаре. Формирование оптимального количества растений на единице площади в значительной степени зависит от полевой всхожести семян и выживаемости растений. С производственной точки зрения важно знать среднюю величину полевой всхожести и ее колебание для конкретных агропочвенных условий.
Полевая всхожесть оказывает существенное влияние на формирование таких элементов структуры урожайности, как густота всходов и число сохранившихся растений, продуктивный стеблестой. Через эти элементы она оказывает свое влияние на величину урожая.
Кроме того, этот показатель зависит от сложного комплекса агротехнических, почвенных и метеорологических условий. Чем больше соответствуют эти условия потребностям прорастающего семени, тем выше полевая всхожесть.
Существенное влияние на полевую всхожесть семян оказывают: - состав почвы и глубина заделки семян. При посеве любого сорта глубже предельного размера колеоптеле он прекращает рост, в результате первый настоящий лист будет отрастать, преодолевая сопротивление почвы. При сильном ее уплотнении или наличии крупных комков он не выходит на поверхность, что ведет к снижению полевой всхожести; - качество основной и предпосевной обработки почвы, предпосевного и послепосевного прикалывания почвы; - внесенные удобрения; - температура, осадки, соотношение между ними в предпосевной период и в период от посева до всходов, а также длительность этого периода; - сортовые особенности; - качество семян.
Качество семян характеризуется крупностью, всхожестью и энергией прорастания. Лабораторная всхожесть семян оказывает положительное влияние на полевую всхожесть, но в разной степени в различные по метеорологическим условиям годы. Е.П. Старцева (1987) и В.П. Шаманин и др. (2006) отмечают, что между энергией прорастания и полевой всхожестью связь более тесная, чем с лабораторной. Она объясняется тем, что энергия прорастания семян является показателем дружности и быстроты их прорастания. Не менее важно также и значение дружности прорастания семян. При дружном прорастании ростки лучше преодолевают сопротивление слоя почвы, покрывающего семена, создаются менее благоприятные условия для развития сорняков, поражения растений болезнями и вредителями. Поэтому семена, обладающие большой скоростью и хорошей дружностью прорастания обеспечивают и более высокий урожай.
Лабораторная всхожесть семян в нашем опыте была неодинаковой. В среднем за годы изучения по всем изучаемым образцам этот показатель составил 88,8% (таблица 3.2).
В 2004 году показатель лабораторной всхожести в среднем по опыту был равен 96,4%. Значения стандартов по лабораторной всхожести превысили: среднеранний образец Г566/01, среднеспелые - Г535/01 и Г583/01, среднепоздний - Г573/01 (приложение 4).
В 2005 г. в среднем по опыту лабораторная всхожесть составляла 87,8%. По данному показателю превышали стандарты Г535/01 (среднеспелая группа), Г620/01, Г697/01, Г573/01, Г582/01 (среднепоздняя группа) (приложение 5).
В 2006 году лабораторная всхожесть была равна 82,3%о в среднем по всему опыту, превысил стандарт Памяти Азиева на 2% Г566/01, Г695/01 и Г697/01 на 2% и 5% - стандарт Омская 18, соответственно.
В среднем за три анализируемых года высокую лабораторную всхожесть имели следующие мутантно-сортовые гибриды: Г566/01 - 93,0%, Г535/01 -90,5%, Г697/01 - 95,3% и Г573/02 - 92,0%.
Высокая полевая всхожесть для пшеницы - один из важнейших показателей формирования оптимального стеблестоя, который определяется условиями увлажнения и температурой почвы в начальный период вегетации (ВедровНГ.,2000; Зыкин В.А., Шаманин В.П., Белан И.А., 2000). Нормы высева слабо влияют на величину полевой всхожести семян, хотя имеют важное значение для выживаемости растений в течении вегетации (ГудзьВЛ., 1990).
Одним из приемов повышения густоты посева и полевой всхожести семян яровой пшеницы можно считать размещение по лучшему предшественнику.
Важнейшим фактором получения высокого урожая яровой пшеницы является применение оптимальных норм высева. С учетом плодородия и увлажненности пахотного слоя почвы, географии района, высокой влагообеспеченности и низкой температуры района выращивания, нормы высева яровой пшеницы сильно различаются (Абдрашитов Р.Х., 2003).
Полевая всхожесть растений в значительной мере обусловлена условиями среды, хотя доля влияния генотипа на проявление этого признака не вызывает сомнения.
В условиях Сибири всходы яровой пшеницы бывают неполными, то есть наблюдается несоответствие полевой всхожести семян лабораторной. Данные по полевой всхожести представлены в таблице 3.2 и приложениях 4, 5, 6.
В среднем за годы исследований полевая всхожесть в условиях южной лесостепи составила 74,0%. В 2004 г. она была равна 78,5%, в 2005 г. - 69,0%, и в 2006 г. - 74,4% . Снижение данного показателя в 2005 г. и 2006 г. связано с отсутствием или недобором осадков в первой половине мая.
При сравнении мутантно-сортовых гибридов с сортами-стандартами (приложения 4, 5, 6), следует отметить среднепоздний образец Г581/02, который в 2004 и 2005 гг. превысил значение стандарта Омская 18 на 12,0 % и 3,8 %, соответственно.
Выживаемость растений обусловлена климатическими условиями последующих фаз развития и считается экологически значимым признаком адаптации (Зыкин В.А., Шаманин В.П., БеланИ.А., 2000). Густота стеблестоя во многом зависит от того, какие потери происходят в течение вегетации. При равном числе взошедших растений сорта могут иметь неодинаковое их количество перед уборкой. Последнее определяется взаимоотношением растений в посеве, конкуренцией между ними, устойчивостью к неблагоприятным факторам среды: засухе, болезням, вредителям.
По результатам наших исследований выживаемость растений была равна 69,9% и варьировала по образцам от 53,9% (Г582/01) до 83,9% (Памяти Азиева) (таблица 3.3).
Изменчивость основных признаков продуктивности
Различия в степени продуктивности растений одного вида в примерно одинаковых условиях среды свидетельствуют о довольно легкой изменчивости проявления основных компонентов всей структуры. Изучение большинства данных показало, что изменчивость продуктивности в значительной степени определяется генотипом и всегда является результатом его взаимодействия с окружающей средой, причем ослабление модификационного действия фактора обычно сопровождается усилением взаимодействия последнего с основными факторами интенсификации продуктивности (Формирование урожая.., 1984; Цильке Р. А., 2003; Лыкова Н.А., 2006 и др.).
Изменчивость характера проявления признака, связанная с чувствительностью морфогенеза, создает ряд трудностей при селекционном улучшении признака и реализации его генетического потенциала при возделывании сортов в производственных условиях (Цильке Р.А., 2003).
Как показали наши исследования уровень изменчивости изучаемых признаков у гибридов Fj и F2 был различным в зависимости как от комбинации скрещивания, так и от условий проведения опыта (приложения 20 - 27).
По реакции на меняющиеся условия внешней среды было выделено три группы признаков (таблица 4.1). К первой группе были отнесены признаки, характеризующиеся наименьшей вариабельностью: высота растений (Cv=l 1,22... 12,73%), число колосков в колосе (Cv=l0,07... 10,94%), масса 1000 зерен (15,19...22,43%). Следует отметить, что в 2005 г. уровень изменчивости данных показателей у гибридов первого поколения был несколько выше, чем в условиях 2006 г. Размах варьирования в 2006 г. высоты растения и массы 1000 зерен у гибридов F2 превышал значение гибридов Fi. По высоте растений у гибридов первого поколения он находился от 65,8 см. до 104,3 см., а у гибридов второго поколения - от 56,3 см. до 110,2 см. По массе 1000 зерен размах варьирования у гибридов Fj находился в пределах от 26,31 г. до 60,62 г., а у гибридов F2 от 22,28 г. до 78,07 г.
Средний уровень изменчивости у Fj был отмечен для признаков число зерен в колосе (Сv= 19,23...28,39%) и масса зерна колоса (Cv=24,58...37,63%). Изменчивость признаков данной группы в 2006 году у гибридов F2 была выше, чем у гибридов Fi. Вариабельность данных двух признаков в 2005 году у гибридов первого поколения имела больший размах, чем в 2006 г. Границы варьирования в 2006 г. продуктивности колоса в гибридных популяциях F2 находились в пределах от 0,62 до 3,20 г., в F] от 0,82 до 2,52 г. Число зерен в колосе варьировало в F2 от 15,6 шт. до 62,4 шт., а в Fj - от 21,2 шт. до 51,7 шт.
Наиболее высокой изменчивостью характеризовались признаки продуктивная кустистость (Cv=42,24...56,06%) и продуктивность растения (Cv=43,83...67,87%). Так, по данным 2005 г. величина признака продуктивность растения у гибридов Fi изменялась в пределах 0,49...9,00 г., а в 2006 г.-1,05...7,47 г.
Продуктивная кустистость в 2005 году у гибридов Fi варьировала от 1,0 до 6,6 шт., в 2006 году от 1,0 до 5,3 шт. При сравнении гибридов F2 с гибридами Fi по коэффициенту изменчивости в 2006 году отмечалось превышение его В F2.
Данные об изменчивости признаков продуктивности у гибридов с участием образцов Г535/01, Г620/01, Г695/01, Г697/01 представлены в таблицах 4.2, 4.3 и приложениях 20 - 27.
Следует отметить, что размах изменчивости в 2006 г. по большинству изучаемых признаков у гибридов F2, был существенно выше по сравнению с гибридами Fi. Лишь по признаку количество колосков в колосе размах изменчивости у гибридов F2 полученных с участием Г535/01, Г620/01 и Г697/01 был ниже (таблицы 4.2, 4.3)..
Обращает на себя внимание тот факт, что гибриды F2 имели более высокие максимальные значения признаков продуктивности, чем Fb исключение составили гибриды с участием Г535/01 по признаку продуктивная кустистость.
Максимальную величину продуктивности растений имели гибриды первого и второго поколения, полученные с участием Г697/01 (8,53 г. - Fi; 10,19 г. -F2). По продуктивной кустистости и массе зерна с колоса выделились гибридные комбинации \ и F2 полученные с участием Г535/01. Наибольшее количество колосков и зерен в колосе в первом поколении имели гибридные комбинации, полученные с участием Г697/01, во втором поколении - гибриды с участием Г695/01. По массе 1000 зерен следует выделить гибриды F) полученные с участием Г620/01 (63,78 г.), и гибриды F2 с участием Г695/01 (84,32).
На основе полученных результатов необходимо отметить, что размах изменчивости по большинству изучаемых признаков у гибридов F2 был существенно выше в сравнении с гибридами Fb значительно больше были и максимальные значения этих признаков. Метеорологические условия различных лет выращивания оказали непосредственное влияние на степень варьирования показателей. Так размах варьирования их у гибридов первого поколения в условиях 2005 г. был шире, чем в условиях 2006 года. Обращает на себя внимание и тот факт, что гибриды F] и F2, полученные с участием Г535/01 превосходили остальные гибриды по продуктивной кустистости, массе зерна с колоса. По количеству колосков с колоса и числу зерен в колосе выделились гибриды F2 с участием Г695/01 и F с участием Г697/01. По массе 1000 зерен следует отметить гибриды F] полученные с участием Г620/01 и гибриды F2- с Г695/01. Высокую продуктивность растения имели гибриды с участием Г697/01.
Исследования, проведенные в последнее время в разных странах, показывают, что многие вопросы наследования признаков остаются нерешенными. Учитывая изменчивость характера наследования и особенности климата Сибири, необходимо шире проводить наблюдения по генетике качественных и количественных признаков в различных экологических зонах региона (Цильке Р.А., 2003).
Данные о характере наследования количественных признаков гибридами Fi приведены в таблице 4.4.
Экспериментальные данные позволили нам установить, что для изучаемой группы гибридных форм были характерны все типы наследования количественных признаков: от сверхдоминирования лучшего родительского компонента до депрессии (таблица 4.4). Значение коэффициента доминирования в значительной мере определялось как генотипом скрещиваемых форм, так и метеорологическими условиями в годы проведения опытов.
По признаку продуктивность растения имели место все типы наследования количественных признаков. В условиях 2005 г. 46,67% гибридов наследовали продуктивность растения по промежуточному типу.
