Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Значение, хозяйственно-биологическая характеристика, задачи и методы селекции суданской травы (обзор литературы) 8
1.1. Народнохозяйственное значение, распространение и биологические особенности культуры 8
1.2. Методы и направления селекции в связи с биологическими особенностями 19
ГЛАВА 2. Почвенно-климатические условия, материал и методика проведения исследований 32
2.1. Почвенно-климатические условия ЦЧР 32
2.2. Метеорологические условия в годы проведения исследований 42
2.3. Материал и методика исследований 49
ГЛАВА 3. Оценка исходного материала по хозяйственно ценным признакам для селекции новых сортов суданской травы 55
3.1. Исходный материал для селекции на скороспелость 55
3.2. Исходный материал для селекции на продуктивность 66
3.3. Качество зеленой массы 76
3.4. Урожай семян 83
ГЛАВА 4. Морфобиологические признаки суданской травы и их использование в селекции на скороспелость и продуктивность 95
4.1. Общие закономерности морфогенеза культуры 95
4.2. Получение и оценка гибридов FL 104
4.3. Характеристика гибридов F2 115
ГЛАВА 5. Экономическая эффективность возделывания новых сортообразцов 123
Выводы 125
Предложения для селекции и производства 128
Список использованной литературы 129
Приложения 150
- Методы и направления селекции в связи с биологическими особенностями
- Метеорологические условия в годы проведения исследований
- Исходный материал для селекции на продуктивность
- Получение и оценка гибридов FL
Введение к работе
Актуальность темы. Увеличение производства кормов и улучшение их качества в значительной мере определяет уровень развития и эффективность животноводческой отрасли.
В решении проблемы производства высококачественных кормов важная роль принадлежит суданской траве, которая обеспечивает получение высоких урожаев зеленой массы и сена, а также используется для приготовления сенажа и силоса. Обладая хорошей отавностью, она, в условиях Центрально-Черноземного региона, дает до трех укосов и по урожаю зеленой массы и сена почти не уступает многолетним травам. Среди однолетних злаковых трав суданская трава считается лучшей кормовой культурой зеленого конвейера, ценным компонентом смешанных посевов (Гусев В. В., Ларина В. В., Петрова К. В., 1991; Мельниченко Ю. М., Перегудов В. И., Сысойкин А. А., 2003; Ващенко Т. Г., Павлюк К Т., 2004).
Выведение новых высокоурожайных сортов суданской травы, приспособленных к почвенно-климатическим условиям региона и внедрение их в сельскохозяйственное производство - основной путь повышения урожайности этой культуры и качества корма в условиях производства (Коломиец Н. Я., Олейник А. А., 2002; Ермолина Г. М., Ляшов П. И., 2003).
Основой для селекционного улучшения суданской травы служит генетическое разнообразие коллекций этой культуры и использование методов генетической реконструкции растений с ценными признаками. В последние годы селекция культуры направлена на сочетание в новом сорте адаптивного потенциала сорта с высокой продуктивностью (Павлюк Н. Т., Ващенко Т. Г., Голева Г. Г. и др., 2000; Павлюк Н. Т., Ващенко Т. Г., Леонов А. В., Крюкова Т. И., 2004). Эта сложная задача может
быть решена только при использовании новых исходных селекционных материалов, так как генетическая основа существующих сортов культуры, в большинстве случаев, значительно ограничена.
В связи с этим при селекции суданской травы требуется комплексный подход к изучению и созданию исходного материала с учетом биологических особенностей, генетической изученности и селекционной проработки культуры.
Поиск новых источников ценных признаков, характеризующихся скороспелостью, интенсивным ростом в начальные фазы развития, повышенной холодостойкостью, сочетающих высокую урожайность и качество корма с устойчивостью к неблагоприятным факторам среды, является актуальным направлением при селекции культуры в Центрально-Черноземном регионе России.
Цель исследований — выделение образцов — источников хозяйственно ценных признаков и биологических свойств из коллекции суданской травы Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства имени Н. И. Вавилова и других научно-исследовательских учреждений России; создание гибридов на основе скрещивания форм с учетом проявления количественных признаков; оценка и выявление лучших гибридных комбинаций, наиболее приспособленных к условиям Централь но-Черноземного региона РФ.
Для достижения намеченных целей были поставлены и решены следующие задачи:
Оценить коллекцию из 75 сортообразцов суданской травы по комплексу хозяйственных признаков и биологических свойств и выявить ценные образцы для селекции культуры в ЦЧР.
Выявить признаки, определяющие продолжительность периода вегетации и продуктивность растений для использования их в практической селекции.
Установить уровень проявления количественных признаков у коллекционных образцов суданской травы и полученных нами гибридов.
Создать гибриды суданской травы, изучить их по основным важным хозяйственным признакам и выявить наиболее перспективные из них для практического использования.
Научная новизна и практическая значимость исследований. Проведено изучение и оценка новых сортообразцов суданской травы по комплексу хозяйственно важных признаков и свойств и выделены наиболее ценные генотипы для селекции в условиях ЦЧР. Установлены морфогенетические признаки, которые целесообразно использовать в селекции суданской травы на высокую продуктивность, скороспелость и приспособленность к почвенно-климатическим условиям региона. Методом внутривидовой гибридизации создан новый исходный материал и выделены наиболее ценные по основным хозяйственным признакам образцы из коллекции, которые включены в селекционный процесс по созданию новых сортов суданской травы на кафедре селекции и семеноводства Воронежского госагроуниверситета. Изучен характер наследования гибридами основных хозяйственно-биологических признаков.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были представлены на научных конференциях профессорско-преподавательского состава ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет имени К. Д. Глинки», в отделе селекции и семеноводства опытной станции ВГАУ в 2003-2005 гг.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Результаты оценки сортообразцов по комплексу признаков и свойств и выделение источников хозяйственно ценных признаков для использования в селекции суданской травы для Центрально-Черноземного региона.
Морфобиологические признаки растений суданской травы и их использование для создания методом внутривидовой гибридизации новых ценных гибридных комбинаций.
Наследование количественных признаков и выявление лучших гибридов Fi и F2, приспособленных к условиям региона.
Экономическая эффективность возделывания суданской травы на зеленую массу, подтверждающая целесообразность выращивания новых, более урожайных сортообразцов.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 33 таблицы, 21 рисунок и состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций. Список использованной литературы включает 189 наименований, в том числе 15 - на иностранных языках.
Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю профессору Н. Т. Павлюку за помощь при подготовке работы, профессорам: В. Е. Шевченко, Т. Г. Ващенко, С. В. Гончарову и другим сотрудникам кафедры, отдела селекции опытной станции и лаборатории массовых анализов ВГАУ за оказанную помощь в работе.
Методы и направления селекции в связи с биологическими особенностями
Впервые в Россию суданская трава была завезена русским ученым В. В. Талановым в 1912 году.
Суданская трава - Sorghum Sudanense (Piper) Starf относится к семейству мятликовые, роду соргум. Родиной суданской травы считают плоскогорье Судана. В настоящее время эта культура произрастает в диком виде в долине реки Нил, Верхнем Египте, в Северо-восточной Африке.
Изучение суданской травы в России было начато в 1914 г. на бывшей Екатеринославской сельскохозяйственной опытной станции, а с 1915 года — на Балашевской опытной станции. Проведенные исследования показали, что в условиях России культура может давать высокие урожаи зеленой массы, сена и семян. Профессор В. В. Таланов в 1922 году писал, что суданская трава характеризуется нетребовательностью к почвам, однако угнетается сорной растительностью.
В Центрально-Черноземном регионе суданскую траву стали изучать с 1921 года. Результаты изучения на опытном поле Воронежского сельскохозяйственного института показали, что она относится к кормовым культурам, обладающим очень высокой засухоустойчивостью. По данным П. Ф. Котова (1978) в дальнейшем суданскую траву изучали в Воронежской области на Рамонском опытном поле, Митрофанов-ском и Павловском полях.
Необходимо выделить исследования по изучению биологии и агротехники суданской травы в условиях Центрально-Черноземной зоны В. М. Богатыревым. По результатам проведенных опытов еще в 1950 году он установил, что почвенно-климатические условия Воронежской и соседних с нею областей отвечают биологическим требованиям культуры и необходимо вести селекционную работу для получения менее требовательных к теплу и более урожайных сортов суданской травы (Богатырев В. М, 1950).
В условиях рыночной экономики в настоящее время одним из главных направлений в агропромышленном комплексе является повышение урожайности и улучшение качества кормовых культур (Горы-шина Т. К.,1979; Бондарев А. А., 1984; Гусев В. В., Ларина В. В., Куликова К. А., Никитин Т. Ю., 2004; Белоножкина Т. Г., 2000; Павлюк Н. Т., Ващенко Т. Г., 2004). Решить эту проблему можно только с помощью селекции путем создания новых высокопродуктивных сортов интенсивного типа и внедрения их в производство.
Многие авторы считают (Шатилов И. С, 1969; Шевелуха В. С, 1993; Павлюк Л. Я., 1985, 1990; Шевченко В. Е., Павлюк Н. Т., 1991; Жученко А. А., 2001), что возможность повышения урожайности сельскохозяйственных культур за счет использования преимуществ химико-техногенных факторов является доступной лишь промышленно развитым странам (США, Англия, Франция, Германия и др.). Для всех остальных стран, где уровень техногенной оснащенности сельского хозяйства невысокий, наиболее приемлемым и самым эффективным средством повышения продуктивности растений остается биологиза-ция интенсификационных процессов в растениеводстве, основным средством реализации которой являются новые сорта и гибриды. Отсюда можно сделать вывод о том, что в числе главных направлений в селекции суданской травы в Центрально-Черноземном регионе следует считать создание новых сортов, совмещающих скороспелость с высокой потенциальной продуктивностью и высокими кормовыми качествами.
Для того чтобы улучшать растения селекционным путем, необходимо располагать богатым, генетически разнообразным исходным материалом (Ермолина Г. М., Коломиец Н. Я., Ляшов П. И., 2000; Виноградов 3. С, Ренко В. И., 1989; Заварзин А. И., 1991; Железнов А. В., 2000).
Академик Н. И. Вавилов был первым в России, кто в наибольшей мере оценил значение исходного материала для создания новых сортов суданской травы и других сельскохозяйственных культур (Вавилов Н. И., 1962, 1987; Железнов А. В., Железнова Н. Б., 1993). Это он создал учение об исходном материале в селекции растений, это он открыл центры происхождения и генетические центры разнообразия основных культурных растений и их диких сородичей и обосновал закон гомологических рядов наследственной изменчивости признаков видов, родов и семейств. С участием Н. И. Вавилова была собрана мировая коллекция культурных растений, которая насчитывает свыше 250 тыс. образцов зерновых, кормовых, технических, овощных, плодовых и других культур.
В настоящее время селекция кормовых культур, в том числе и суданской травы, направлена на сочетание адаптивного потенциала сортов с их высокой продуктивностью (Малиновский Б. Н., 1988; Пав-люк Н. Т., Павлюк Л. Я., Ващенко Т. Г., 1997). Эта очень трудная задача может быть решена на основе нового исходного материала (Жучен-ко А. А., 1994; Павлюк Н. Т., Ващенко Т. Г., Голева Г. Г. и др., 2000). Необходимо использовать в селекции растений не только имеющиеся в коллекции ВИР селекционные и местные сорта, но также создавать новый исходный материал, с новыми признаками и свойствами. Для этого необходимо разрабатывать новые и совершенствовать уже существующие селекционно-генетические методы и приемы с учетом биологических особенностей культуры, по которой ведется селекционная работа (Гуляев Г. В., Гужов Ю. Л., 1987; Гужов Ю. Л., Фукс А., Валичек П., 2000; Железнов А. В., Железнова Н. Б., 1993; Исаков Я. И., 1970, 1973).
В результате проведения многолетней селекционной работы по суданской траве кафедрой селекции и семеноводства Воронежского государственного аграрного университета им. К. Д. Глинки, были созданы новые сорта, хорошо адаптированные к почвенно-климатическим условиям Центрально-Черноземного региона (Жученко А. А., 2000; Щербатых С. П., 1971; Кильчевский А. В., 1993; Давлетшин Т. 3., 1999).
Если учесть то обстоятельство, что суданская трава в областях Черноземья считается относительно новой кормовой культурой (в довоенные годы она возделывалась на небольших площадях, в основном в юго-восточной части региона) и в последние годы ее посевные площади распространились в более северные районы региона (Акимова А. С, 1964; Гордеева Л. В., 1983), то появились и новые проблемы в селекции этой ценной высокоурожайной кормовой культуры. Эти проблемы связаны с тем, что возделываемые в зоне среднеспелые и позднеспелые сорта в отдельные годы не вызревают на семена. Формирование семян у среднеспелых и позднеспелых сортов часто совпадает с осенним дождливым периодом, когда выпадает большое количество осадков, резко понижается температура воздуха и наступают ранние осенние заморозки (Гордеева Л. В., 1986; Павлюк Н. Т., 1985; Епифанов В. С, Одинцова Н. Я., 1988; Ельчанинова Н. Н., 1958). В результате повреждения растений суданской травы заморозками сформировавшиеся семена характеризуются невысокими посевными качествами и дают на следующий год при посеве изреженные всходы (Павлюк Л. Я., 1985; Красненков С. В., 1995).
Метеорологические условия в годы проведения исследований
Исследованиями многих авторов установлено (Игловиков В. Г., 1989; Жученко А. А., 2000; Ahlgren G. Н., 1949; Bescett В. S., 1982), что в современных условиях повышение потенциальной урожайности аг-роценозов во многом зависит от метеорологических условий. Причем, чем неблагоприятнее почвенно-климатические и погодные условия, чем слабее устойчивость выращиваемых сортов и гибридов к неблагоприятным факторам внешней среды (Жученко А. А., 1994), тем значительнее различия между потенциальной и реализованной урожайностью сельскохозяйственных культур.
Следовательно, повышение экологической устойчивости создаваемых селекционерами новых сортов — главный источник устойчивого роста их урожайности.
Повышение экологической устойчивости и высокой адаптивности к конкретным почвенно-климатическим условиям новых сортов и гибридов сельскохозяйственных культур за счет селекции по данным многих авторов (Виноградов 3. С, Ренко В. И., 1989; Жученко А. А., 2001; Andrews W. В., 1954), является основным резервом обеспечения стабильного роста, величины и качества урожая.
Агроэкологические и метеорологические условия в годы проведения наших исследований на опытной станции Воронежского госагроуниверситета отличались большой контрастностью и разнообразием (таблица 11, рисунок 1, 2), что позволило провести объективную оценку образцов суданской травы по их пластичности и реакции на погодные условия.
Метеорологические условия 2003 г. характеризовались большой изменчивостью. Весенне-летний период отличался в целом сильно засушливой весной и дождливым летом. Вторая и третья декады апреля были сравнительно теплыми. Осадков выпало немного 29,5 мм. Суданская трава была посеяна 12 мая. Месяц май отличался жаркой и сухой погодой. Температура воздуха в мае была выше среднемноголетней нормы на 2,7 С тепла. В то же время за этот период сумма выпавших осадков составила всего лишь 36,7 % от сред-немноголетних данных. Всходы суданской травы появились в третьей декаде мая. Июнь характеризовался повышенной влажностью и прохладной погодой. Сумма выпавших осадков за июнь месяц превышала многолетнюю норму на 28 %. Погода была холодная (средняя температура воздуха за месяц была 15 С , что ниже многолетней на 3 С тепла). Такие метеорологические условия резко замедляли ростовые процессы растений суданской травы, растения длительное время находились в фазе кущения и трубкования. В июле температура воздуха значительно повысилась и приблизилась к среднемноголетней норме (составила 20,1 С). А осадков выпало108,9 мм, что составило 150 % от среднемноголетних данных. Такие погодные условия оказали неблагоприятное влияние на развитие растений суданской травы, которые находились в фазе цветения и формирования семян. В августе температура воздуха была близка к многолетней норме, однако количество выпадающих осадков значительно превышало норму (сумма выпавших осадков в августе составила 94,4 мм, что выше среднемноголетней нормы на 60 %). Большое количество влаги способствовало интенсивному росту вегетативной массы и полеганию растений. В сентябре температура воздуха составила 10 С (была чуть ниже многолетней), а осадков выпало 88 мм, а среднемноголетний показатель 44 мм. Но за счет того, что основное количество осадков выпало в I декаде сентября, удалось своевременно убрать опытные посевы суданской травы на семена.
Метеорологические условия 2004 г. Весенне-летний период 2004 г. был очень дождливым и прохладным. Осадков в апреле выпало 64,5 мм, но такое обилие осадков не помешало в оптимальные сроки осуществить посев изучаемых сортообразцов суданской травы. В мае месяце сохранилась умеренно прохладная и дождливая погода, что позволило получить нормальные всходы. Июнь также был влажным и прохладным потому, что температура воздуха в среднем за месяц была ниже среднемноголетней нормы на 1,2 С тепла (Агрометеорологический бюллетень по Воронежской области, 2004), Осадков за июнь выпало 53 мм, что несколько ниже многолетней нормы. Сложившаяся в июне погода оказала положительное влияние на рост и развитие растений суданской травы. Если в июле осадков выпало значительно больше среднемноголетних данных (109 мм против 73 мм многолетней нормы), то температура воздуха находилась почти на уровне многолетней нормы (19,1 С против 19,9 С многолетних данных). Эти условия способствовали хорошему росту и развитию растений суданской травы, которые находились в фазе цветения и образования семян. В осенний период температура воздуха превышала среднемноголетнюю норму, а сумма осадков была несколько ниже многолетней. Это позволило своевременно произвести уборку опытных посевов и получить высококачественные семена.
Метеорологические условия 2005 г. Весенне-летний период был характерен неустойчивым температурным режимом. В первую декаду апреля была сухая и теплая погода. Среднемесячная температура апреля составила +9 С, что незначительно превышает норму. Осадков выпало 48 мм, что составляет 126 % от месячной нормы (Агрометеорологический бюллетень по Воронежской области, 2005). Май был жаркий и дождливый, среднемесячная температура воздуха составила 17,1 С, что выше нормы на 3 С. Осадков выпало ПО мм, что составляет 216 % от нормы, но, тем не менее, посев проводили в оптимальные сроки. Июнь был прохладный и влажный. Среднемесячная температура воздуха составила 17,3 С, что чуть ниже многолетних данных. Осадков выпало 113 мм, что выше среднего показателя. Июль, август и сентябрь были теплыми, а сумма осадков была чуть ниже среднемно-голетней. Такая погода благоприятно сказалась на росте и развитии растений суданской травы и способствовала более дружному созреванию семян. Это позволило своевременно произвести уборку и получить высококачественные семена.
Таким образом, разнообразные метеорологические условия в 2003-2005 гг. позволили не только провести комплексную оценку изучавшихся форм суданской травы по основным хозяйственно-биологическим признакам и свойствам (длине вегетационного периода, продуктивности и элементам ее составляющим, устойчивости к неблагоприятным условиям внешней среды и др.), но также удалось выделить наиболее ценные генотипы для формирования на их основе новых сортов и гибридов.
Исходный материал для селекции на продуктивность
Суданская трава очень выгодно отличается от других кормовых трав тем, что она обеспечивает получение высоких урожаев зеленой массы и сена.
Необходимо отметить, что изучавшиеся нами раннеспелые сор-тообразцы травы имели большие различия по урожайности зеленой массы и ее структуре (таблица 16).
Очень высокой урожайностью зеленой массы среди раннеспелой группы характеризуется новый сорт суданской травы селекции Российского НИПТИ сорго и кукурузы Зональская 6, который лишь незначительно уступает стандарту и удачно сочетает скороспелость и высокую продуктивность (325,7 ц/га урожай зеленой массы против 341,9 ц/га у стандартного сорта Воронежская 24). Высокой урожайностью отличается и раннеспелый сорт суданской травы Кинельская 100 (330,7 при урожайности стандарта 341,9 ц/га), который в настоящее время возде-лывается в шести регионах России из двенадцати из-за скороспелости и хорошей урожайности и занимает большие посевные площади среди кормовых однолетних злаковых трав. Высокой урожайностью зеленой массы характеризуются также и раннеспелые сортообразцы суданской травы, как Юбилейная 20, Ташебинская, Лира, Изумрудная, урожайность зеленой массы у которых превысила 300 ц/га (307,5 - 324,1 ц/га). Самую низкую урожайность зеленой массы имели сортообразцы Саратовская 1183, Бродская 2, Кинельская 90, Волгоградская 77, Кинельская ранняя, Камышинская 44 (208,4-230,1 ц/га против 341,9 ц/га у стандарта). Объясняется это тем, что стандарту они уступали не только по урожаю зеленой массы, но также по таким важным показателям продуктивности, как высота растений (158,4-162,1 см против 162,5 см у стандарта) и кустистость (2,5-2,9 стебля на одно растение, у Воронежской 24 — 3,4 стебля). Более высокая длина стебля была отмечена у сортообразцов суданской травы Зональская 6 (198,5 см), Кинельская 100 (174,2 см), Юбилейная 20 (199,7 см), Ташебинская (171,4 см), Лира (173,6 см), А самой высокой кустистостью характеризовались сорта: Туран 2 из Красноярского края (5,3 стебля), Юбилейная 20 из Саратовской области (4,3 стебля), Зональская 6 (4,1 стебля) и некоторые другие. По диаметру стебля и размеру листьев, характеризующих, в основном, качество корма суданской травы лучшими были сорта: Быстрянка из ВНИИ зерновых культур им. И. Г. Калиненко - по толщине стебля - 4,2 мм; Скороспелая 22 — по длине листа (57,5 см) и ширине листа (3,9 см), у стандарта соответственно (47,3 см и 2,4 см). Облиственность растений у сортообразцов раннеспелой группы была невысокой и колебалась от 5,1 до 5,5 листьев на главном стебле растений.
Среди среднеранней группы сортообразцов суданской травы по урожаю зеленой массы выделились Воронежская 9 (346,4 ц/га, у стандартного сорта Воронежская 24 - 341,9 ц/га), Sveet Sudangrass из США (335,8 ц/га), Степнячка из ВНИИ зерновых культур им. И. Г. Калиненко (340,7 ц/га) и другие (таблица 17). По высоте растений выделился сорт отечественной селекции Степнячка (263,1 см) и сортообразец из США Sveet Sudangrass (191,3 см против 162,5 см у стандарта Воронежская 24) - таблица 17. Повышенной кустистостью характеризуются сорта Степнячка (6,1 стебля на одно растение, у стандарта - 3,4 стебля), Воронежская 9 (3,8 стебля), Ульяновская 1 (3,5 стебля).
Диаметр стебля менее 5 мм отмечен только у двух сортообразцов суданской травы (Воронежская 1 - 4,8 мм и Степнячка - 4,9 мм).
Наибольшее значение по этому показателю имели сортообразцы Цриаральская6(7,1 мм) и Тугай (6,9 мм, у стандарта- 5,9 мм) (таблица 17).
Длинные и широкие листья имели сорта Степнячка (65,8 см длина листа и 5,1 см - ширина листа, что значительно выше стандарта Воронежская 24 (в среднем за три года 47,3 см — длина, 2,4 см — ширина), Тугай (58,1 см длина листа и 3,9 см ширина), Приаральская 6 и Sveet Sudangrass (56,4 см и 54,2 см; 3,2 см и 3,3 см соответственно).
Из новых современных сортов суданской травы следует выделить сорт Аида селекции Закамскои зональной селекционночжменоюдческой опьгшой станции, который по урожаю зеленой массы находится практически на уровне стандарта (338,2 ц/га против 341,9 п/га — у стандарта), а по высоте стебля и кустистости превышает его (184,1 см и 3,4 стебля на одно растение, а у стандарта соответственно 162,5 см и 3,4 стебля).
Облиственность растений среднеранних сортообразцов суданской травы значительно выше, чем у раннеспелых форм растений.
Наиболее урожайные по зеленой массе сортообразцы суданской травы (раннеспелой и среднеспелой группы) были использованы нами в скрещиваниях для получения новых сортов, совмещающих скороспелость и высокую продуктивность.
Более высокой урожайностью зеленой массы характеризуются, по сравнению с раннеспелыми и среднеранними формами, сортообразцы суданской травы, относящиеся по длине вегетационного периода к среднеспелой группе. Многие из изучавшихся сортообразцов этой группы по урожаю зеленой массы не только равны стандартному сорту Воронежская 24, но даже его существенно превышают (таблица 18).
Сорта суданской травы Приаральская 7, Донская 7, Приаральская 4, Сочностебельная, Приаральская 5 обеспечили наиболее высокую урожайность зеленой массы в среднем за три года их изучения (357,4-392,6 ц/га) при урожайности Воронежской 24 - 341,9 ц/га. Высокая урожайность их обеспечивается за счет такого элемента продуктивности, как высота растений (180,3-213,6 см высота стебля, у стандартного сорта Воронежская 24 — 162,5 см). Наиболее высокорослыми среди изучавшихся нами сортообразцов были растения сортов Донская 10 (234,7 см) (рисунок 7) и Донская 8 (214,6 см).
Повышенной кустистостью характеризовались растения сортообразцов Многоотрастающая (3,6 стебля на одно растение) и Приалейская (3,8 стебля на одно растение).
Получение и оценка гибридов FL
Для того чтобы в новом гибридном организме суданской травы получить благоприятное сочетание скороспелости и продуктивности с другими хозяйственно-биологическими признаками и свойствами (высоким качеством корма, устойчивых к болезням и вредителям и др.), в скрещивания нами были привлечены формы растений, несущие в генотипе перечисленные признаки. За основу брали число листьев на главном стебле растения (характеризующее длину вегетационного периода родительской формы) и интенсивность их формирования (характеризующую продуктивность родительской формы). Поэтому скрещивали между собой родительские формы с наибольшим числом листьев на главном стебле (5-6 листьев) и интенсивным их образованием и родительские формы высокопродуктивные (7-9 листьев на главном стебле, медленно их формирующие).
Такой подбор родительских форм в скрещиваниях себя оправдывает, так как число листьев на главном стебле растений и скорость их формирования, по многолетним данным Н. Т. Павлюка, Т. Г. Ва-щенко (1994, 2004), наследуются независимо друг от друга и в новой гибридной популяции можно выявить отдельные растения, благоприятно совмещающие скороспелость и высокую продуктивность.
Скрещивания родительских форм проводили по методике, применяемой кафедрой селекции и семеноводства Воронежского госагро-университета. Перед цветением материнских форм растений все метелки, предназначенные для кастрации, прореживали. После прореживания на каждой метелке остается от 69 до 107 цветков. Тычинки из каждого цветка материнского растения удаляли с помощью пинцета. При прореживании метелки удалялась часть слаборазвитых веточек и мужские однополые цветки. После удаления тычинок, метелку помещали в пергаментный изолятор (рисунок 16).
На следующий день после кастрации цветков материнской формы наносили пыльцу отцовских растений. Опыление цветков материнских растений проводили в утренние часы, когда растения суданской травы вступали в фазу массового цветения. Для лучшего оплодотворения женских цветков, на материнских растениях опыление проводили дважды.
По нашим данным, завязываемость семян в метелках материнских растений была значительно выше в тех вариантах опытов, когда опыление проводили во второй половине дня (когда интенсивность цветения постепенно затухает). Завязываемость семян при опылении растений во второй половине дня 38,6-40,2 %, при опылении в утренние часы - 36,1-38,3 %.
В результате проведенных скрещиваний контрастных по основным хозяйственным и морфобиологическим признакам и свойствам родительских форм (длине вегетационного периода, продуктивности, устойчивости к неблагоприяным факторам внешней среды и др.) нами получены гибридные комбинации, различающиеся не только между собой, но также и по отношению к исходным родительским формам (таблица 28).
Большинство приведенных в таблице гибридных комбинаций первого поколения характеризовались гетерозисом. Лучшие гибридные комбинации Fi превышали исходные родительские формы по основным хозяйственным признакам и биологическим свойствам.
Этот вывод подтверждается на примере гибридной комбинации Одесская 21 х К 177, когда высота растений у нее равнялась 192,4 см, а у родительских форм этот показатель составил 175,8 см и 161,7 см соответственно.
Следует при этом отметить, что более высокий уровень гетерозиса по высоте растений имеет место в тех гибридных комбинациях, где в качестве материнской формы используется более высокорослый родительский компонент (Одесская 21 х Л-190, Одесская 21 х К-177 и др.). Высота растений у Одесской 21 — 175,8 см, у Л-190- 158,3 см, а у гибрида— 183,7см. У гибридной комбинации Одесская 21 х К-177 высота растений составила 192,4 см, у родительских форм соответственно 175,8 и 161,7см.
Кроме высоты растений, гетерозис наблюдается у гибридов первого поколения по кустистости: Одесская 21 х Л-190 — 4,1 стеблей на одном растении, у родительских форм соответственно 3,3 и 3,7 шт.; Л-46 х Одесская 21 (3,5 стеблей - у гибрида, 2,1 и 3,3 шт. соответственно - у родителей) и др.
По содержанию сухих веществ в зеленой массе гетерозис наблюдался у следующих комбинаций: К-177 х Одесская 21 - 18,4 %, у родителей 17,2 % и 16,9 %; Л-46 х Одесская 21 - 18,7 %, 18,3 и 16,9 % соответственно, а также и по другим признакам.
Анализ гибридных комбинаций первого поколения показал, что по числу листьев и интенсивности их образования в первом гибридном поколении наблюдалось сверхдоминирование по числу листьев у следующих гибридов: Одесская 21 х К-177 — 7,1 на главном стебле растений, а у родительских форм — Одесской 21 — 6,2 листа, у К-177 — 6,7 листьев на главном стебле.
По интенсивности формирования листьев на растениях большинство гибридных комбинаций суданской травы первого поколения имели доминантный тип наследования. Так, например, у гибридной комбинации первого поколения Одесская 21 х К-177 число дней от всходов до появления пятого листа составило 20 дней, у родительских форм Одесская 21 - 20 дней и К-177 - 22 дня.
Следует отметить, что приведенные в таблице гибридные комбинации Fi получены нами от скрещивания родительских форм, относящихся к первой группе интенсивности формирования листьев и продуктивности и, как показывают данные, большого разнообразия среди них по числу листьев на главном стебле растений и интенсивности их формирования не выявлено.
Все гибриды приведенных комбинаций унаследовали от родительских форм позднеспелость.
Значительно более ценными в селекции суданской травы на скороспелость и продуктивность оказались гибридные потомства, которые были получены от скрещивания родительских форм, относящихся по числу листьев на главном стебле растений и скорости их образования ко второй группе (таблица 29).
