УДК 631.52:633.11 на правах рукописи
Бекенова Людмила Васильевна
Особенности селекции яровой мягкой пшеницы на продуктивность
в условиях Северо-Востока Казахстана
06.01.05 «Селекция и семеноводство»
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата сельскохозяйственных наук
Республика Казахстан
Алмалыбак, 2009
Работа выполнена в ТОО «Павлодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства»
Научные руководители: доктор биологических наук, профессор
академик НАН РК, РАСХН и УААН
Уразалиев Р.А.
кандидат сельскохозяйственных наук
Есимбекова М.А.
Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,
профессор, академик НАН РК
Меирман Г.Т.
кандидат сельскохозяйственных наук
Середа Г.А.
Ведущая организация: Казахский Национальный Аграрный Университет
Защита состоится «16_» октября 2009 г. в 14 00 часов на заседании диссертационного совета ОД.55.05.01 при ТОО «Казахский НИИ земледелия и растениеводства» АО «КазАгроИнновация» МСХ РК по адресу: Алматинская область, Карасайский район, п.Алмабылак, ул.Ерлепесова,1
С диссертацией можете ознакомиться в библиотеке ТОО «Казахский НИИ земледелия и растениеводства»
Автореферат разослан «___»_________2009 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета.
доктор сельскохозяйственных наук Альдеков Н.А.
введение
Актуальность проблемы Продовольственная безопасность страны на основе производства конкурентоспособной продукции является главной целью агропромышленного комплекса, который относится к одной из ведущих отраслей экономики Казахстана. По данным статистических сборников в структуре посевных площадей РК доминирующая роль принадлежит зерновым культурам (до 13,5 – 14,0 млн. га ежегодно). Отмечена положительная динамика роста урожайности. Экспортный потенциал страны оценивается в пределах 5-6 млн. тонн в год - 6 место в мире по экспорту зерна. Яровая мягкая пшеница в Казахстане является приоритетной культурой. Со стороны товаропроизводителей этой культуре уделяется больше внимания, чем какой–либо другой. Площади, занятые под культурой, составляют ежегодно – 11-12 млн.га. Важное значение приобретает постоянный поиск резервов повышения ее урожайности и качества зерна. Ведущая роль в этом отводится сорту. В развитых странах мира за последнюю четверть века вклад сорта в достигнутый уровень урожайности составляет до 40 – 60 % (СИММИТ, 2008). Новые высокопродуктивные сорта являются мощным фактором повышения урожайности, производительности труда и снижение себестоимости продукции. Чем менее благоприятны условия конкретной зоны, тем в меньшей степени удается оптимизировать условия внешней среды за счет агротехнических мероприятий и в большей степени возрастает роль сортов с широкой экологической пластичностью, обуславливающей стабильные урожаи в разных условиях возделывания. Поэтому в последние годы вопросам стабильности урожая, экологической пластичности сортов придают большое значение в селекционных программах, а также при сортоиспытании и внедрении сортов.
В зерновом клине Северо-востока страны на долю яровой пшеницы приходится 85% или 445,9 тыс. га. Условия Северо-востока Казахстана отличаются значительной засушливостью климата и активной ветровой деятельностью, вызывающей ветровую эрозию почв. Роль экологически пластичных сортов в получении стабильных урожаев здесь более высока, чем в других регионах. Характерной особенностью климатических условий в период вегетации растений является неравномерное распределение осадков в течение вегетации. Минимальное количество осадков приходится на период «всходы – колошение» яровой пшеницы. Основное количество осадков приурочено к периоду «колошение – созревание». Поэтому для данного региона необходимы сорта пшеницы, устойчивые к весенне-летней засухе, с более продолжительным периодом от всходов до колошения, эффективно использующие летние осадки. Доля такого типа сортов национальной селекции в посевах Северо-Востока Казахстана, составляет 30-40% при экономической целесообразности - 60 – 70% (3). В этой связи актуальным направлением в решении проблемы дальнейшего увеличения урожайности и генетической устойчивости культуры к неблагоприятным факторам среды Северо-востока Казахстана является изучение современного потенциала генофонда яровой мягкой пшеницы и создание новых сортов национальной селекции приспособленных к местным почвенно-климатическим условиям.
Связь с общенаучными и общегосударственными программами
Диссертационная работа выполнена в Павлодарском НИИ сельского хозяйства в соответствии с программами: 1986 – 1990 № гос.регистрации 01.8.80 088637 «Создать и внедрить засухоустойчивый сорт яровой мягкой пшеницы с урожайностью 30 – 45 ц\га, вегетационным периодом 75-90 дней»; 1991 – 1995 № гос.регистрации 0194РК01040 «Разработать новые и совершенствовать существующие схемы, методы селекции, и на их основе создать новые, высокопродуктивные, устойчивые к болезням, вредителям, неблагоприятным факторам среды и с высоким качеством продукции сорта и гибриды пшеницы, ячменя, кукурузы, проса, гречихи, сои»; 1996 – 2000 № гос.регистрации 0197РК01173 «Создать и внедрить в производство высокоурожайные, устойчивые к стрессовым факторам и болезням сорта мягкой яровой пшеницы с урожайностью 15 – 20 ц\га с высоким качеством зерна; научно-обоснованная организация первичных звеньев семеноводства новых и перспективных сортов»; 2001 – 2005 № гос.регистрации 0101РК00336
«Создать сорта сильной яровой пшеницы различных типов спелости, устойчивые к экстремальным факторам среды с потенциальной урожайностью 15 – 25 ц\га для условий Северо-Востока Казахстана»; 2006 – 2008 № гос.регистрации 0106РК01080 «Селекция сортов яровой пшеницы, проса с высоким потенциалом продуктивности и качества зерна, устойчивости к стрессовым факторам среды, экологическое испытание сортов и гибридов твердой пшеницы и ячменя, создание исходного материала для селекции житняка»
Цель исследований: на базе богатого местного и международного генофонда создать новые сорта различных типов спелости с высоким потенциалом продуктивности и качества зерна, устойчивые к биотическим и абиотическим факторам среды.
Задачи исследований:
- провести скрининг генетических ресурсов яровой мягкой пшеницы в условиях Северо-востока Казахстана, выявить источники и доноры с комплексом хозяйственно-ценных признаков;
- изучить сопряженность хозяйственно – ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода;
- создать новый селекционный материал с использованием изученных и выделенных источников и доноров местной и международной селекции;
- изучить выделенный перспективный материал в питомниках селекционного процесса с целью создания высокопродуктивных сортов яровой мягкой пшеницы различных групп спелости.
Научная новизна. Впервые в условиях Северо-востока Казахстана на основе многолетнего (1986-2008гг) изучения дана характеристика хозяйственно – ценных признаков объемного коллекционного материала яровой мягкой пшеницы, сформирован местный генофонд (700 обр.) для дальнейшего развития селекционных исследований. Изучены корреляционные связи между продолжительностью межфазного периода «всходы – колошение» и продуктивностью, установлена сопряженность хозяйственно – ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода. Установлены хозяйственно–ценные признаки: «число колосков в колосе», «число зерен в колосе», «масса зерна с главного колоса», лимитирующие селекцию культуры на продуктивность в засушливых условиях. Выделены источники хозяйственно – ценных признаков для селекции новых продуктивных форм и сортов яровой мягкой пшеницы. Теоретически обосновано и практически подтверждено преимущество сортов двух групп спелости для возделывания культуры на Северо-Востоке Казахстана – среднеспелых, с вегетационным периодом 75–80 дней и среднепоздних - 81-90 дней. Создан комплексно-ценный селекционный материал. Итогом этой работы является создание и передача на Государственное сортоиспытание новых высокоурожайных сортов яровой мягкой пшеницы.
Практическая значимость. На Государственное сортоиспытание передано 7 сортов яровой мягкой пшеницы: Павлодарская 27, Павлодарская 93, Ертiс 97, Секе, Салтанат Астана, Ертiс 7, Павлодарская 8, из которых. допущены к использованию: Павлодарская 93 – с 1999 года по Павлодарской и Актюбинской областям; Ертiс 97 – с 2003 года по Павлодарской области; Секе – с 2008 года по Павлодарской и Карагандинской областям. Площадь, занятая под этими сортами в 2008 году составила 132 тыс. га (Акты внедрения от 10.10.2005г., 29.10.2007г., 24.10.2008г.). По результатам экологического сортоиспытания линий озимой и яровой пшеницы селекции «Казахского НИИ земледелия и растениеводства» и Института биологии и биотехнологии растений, выделены и переданы на Государственное сортоиспытание сорта яровой мягкой пшеницы: Северянка, Северянка 2 и озимой мягкой пшеницы Памяти Бекенова.
Положения выносимые на защиту.
-
Генетические ресурсы яровой мягкой пшеницы для селекции на продуктивность в условиях Северо-Востока Казахстана;
-
Сопряженность хозяйственно – ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода;
-
Создание высокопродуктивных сортов яровой мягкой пшеницы различных групп спелости, экологически приспособленных к разнообразным почвенно-климатическим условиям Северо-Востока Казахстана.
Личный вклад соискателя. Разработка концепций, программы и методики исследований, закладка полевых опытов, полевых исследований, анализ результатов исследований, представленных в диссертационой работе, проведены лично диссертантом. Доля участия автора в создании сортов Павлодарская 27 – 30%, Павлодарская 93 – 50%, Ертіс 97 – 30%, Секе – 50%, Салтанат Астана – 50%, Ертіс 7 – 40%, Павлодарская 8 – 60%, Северянка – 20%, Северянка2 – 20%, Памяти Бекенова – 25%.
Апробация работы. Результаты исследований доложены на научно-технических советах ТОО «Казахского научно-исследовательского института зернового хозяйства» им. А.И.Бараева (1986–2008г.г.); конференциях: международной «Селекция яровой пшеницы для засушливых районов России и Казахстана» - 20 – 21 июля 2001г. Барнаул; «Развитие почвозащитного земледелия в новых социо-экономических условиях», п. Шортанды, Акмолинская область, 2003г.; «Биологические основы селекции и генофонда растений, 3 – 4 ноября 2005г., Алматы; «От зональной почвозащитной системы земледелия к адаптивно-ландшафтной», 19 июня 2008г, Алмалыбак.
Публикация работы. По материалам диссертации опубликовано 30 научных работ.
Структура и обьем диссертации. Диссертация изложена на _103_ страницах машинописного текста, содержит _25_ таблиц, _15_ рисунков и включает введение, _6 глав, заключение, список использованных источников, включающего _147_ наименований, в том числе _8_ на английском языке.
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
1. Обзор литературы В обзоре дана оценка современного состояния селекции сортов яровой мягкой пшеницы с повышенными адаптивными свойствами к стрессовым абиотическим факторам. Показана роль генетического потенциала в стабильном повышении продуктивности зерна пшеницы, его качества и, соответственно в расширении полиморфизма по хозяйственно-ценным признакам в условиях Северного Казахстана. Вопросы формирования рабочих коллекций, поиска форм более адаптированных к узким ареалам рассмотрены в контексте создания локальных, специализированных к определенным нишам сортов.
2. Условия, материал и методика исследований
2.1 Почвенно-климатические условия проведения исследований Исследования проведены в Павлодарском научно-исследовательском институте сельского хозяйства, расположенном в сухой степи Северо-востока Казахстана. Почвенный покров - каштановые почвы легкого механического состава с содержанием гумуса 0,71-0,87%. Климат резко континентальный, засушливый, безморозный период 130 дней. Характерной особенностью климата является неравномерное распределение осадков в течение вегетационного периода. Так, за годы исследований (1986-2008 г.г.) доля засушливых лет в первую половину вегетации со значением гидротермического коэффициента ГТК<0,5 составила 70%. Доля лет со средним увлажнением во вторую половину вегетации, на которую приходится период «колошение - созревание» яровой пшеницы составила 62%.
2.2 Агротехника Место закладки селекционных питомников двухпольный севооборот отдела селекции ПНИИСХ. Технология подготовки почвы соответствует общепринятой для данной зоны. Сроки посева – оптимальные для данной зоны – с 16 по 25 мая. Норма высева семян – 2,5 млн. всхожих зерен на 1 га. При уходе за посевами использовались гербициды группы 2,4Д.
2.3 Объект исследования В качестве генетических ресурсов были использованы 400 образцов яровой мягкой пшеницы коллекции ВНИИР (1986–1999) и 307 сортообразцов международного сортоиспытания Казахстанско–Сибирского питомника улучшения яровой пшеницы (КАСИБ, 2000–2008). Ежегодный объем работ по селекции яровой мягкой пшеницы (более 12,0 тыс.обр.) был предусмотрен программой селекционных исследований. В качестве стандартов были использованы сорта среднеспелого типа - Саратовская 29, среднепозднего - Казахстанская 15, Павлодарская 93.
2.4 Методика исследований Коллекционный материал изучался согласно методике ВИР (1984). Стандарты размещались через 20 номеров. В контрольном и конкурсном питомниках оценка перспективных линий осуществлялась в 3-х и 4 –х кратной повторности соответственно, блочным методом (по 10 номеров в блоке) с учетной площадью 30 м2. Размещение стандартов - через 10 номеров. Закладка питомников, учеты и наблюдения выполнялись по методикам государственного сортоиспытания [1985, 1989].
Наблюдения и учеты. В настоящей диссертации использованы следующие нормативные документы: ГОСТ 10840-64 - Стандарт по определению натурного веса зерна; ГОСТ 10842- 89 - Стандарт по определению массы 1000 зерен; ГОСТ 135861-68 - Стандарт по определению количества и качества клейковины. Структурный анализ растений проводили по следующим количественным признакам: высота растений; продуктивная кустистость; длина колоса; число колосков в колосе; число зерен в колосе; масса зерен с колоса; масса 1000 зерен. Обработка урожайных данных проводилась методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [1985]. Характер наследования определяли по формуле G.M. Boil, R.E. Atkins (1965). Гидротермический коэффициент (ГТК) определяли по формуле:
∑ r – сумма осадков за вегетационный период, ∑ t – сумма температур за тот же период выше 10º С.
3. Изучение и характеристика генофонда яровой мягкой пшеницы по хозяйственно – ценным признакам в условиях Северо – Востока Казахстана
Исследователь должен подходить планомерно к вопросу об исходном материале для селекционных и генетических исследований (Н.И. Вавилов, 1932). Эффективное использование разнообразного материала в селекционных программах связано с необходимостью получить максимально возможную информацию, связанную с реализацией генетического потенциала вида в конкретных почвенно-климатических условиях. Ежегодно в коллекционном питомнике на изучении находилось до 400 образцов. Коллекция была сформирована из образцов коллекции ВНИИР (1986– 1999г.г.), сортов и линий НИУ Казахстана и Сибири (2000-2008 г.г.).
3.1 Вегетационный период
Н.И.Вавилов отмечал: «Вопрос о вегетационном периоде является капитальным разделом селекции, ибо он связан со многими свойствами. При континентальном климате, при наличии засух в летние месяцы, вопрос о вегетационном периоде является основным», (1932). Анализ метеоданных и характер увлажнения за годы исследований в Павлодарском НИИСХ (1986 -2008гг.) показал доминирование в типичные для данного региона годы майско-июньской засухи. Экологическая засухоустойчивость сортов была тесно связана с замедленным темпом развития растений в период от начала всходов до колошения. Для максимальной реализации генотипа необходимо создавать и возделывать сорта, засухоустойчивые в первую половину вегетации, максимально использующие осадки второй половины лета. В этой связи в основу формирования рабочих коллекций яровой мягкой пшеницы со стабильным проявлением конкретных селекционно-ценных признаков в Павлодарском НИИСХ был положен вегетационный период, в частности, продолжительность фазы «всходы - колошение».
3. 1.1. Коллекция ВНИИР
В период с 1986 по 1999 гг. в отделе селекции зерновых культур ПНИИСХ было изучено 400 сортообразцов ВНИИР (Санкт Петербург). Интервал для группировки на классы спелости был рассчитан по следующей формуле: фенотипическая средняя X± Sx (стандартное отклонение), в размах изменчивости которого входило порядка 60-70% образцов. Многолетними исследованиями было установлено, что раннеспелая группа (с продолжительностью вегетационного периода менее 70 дней) в связи с низкой продуктивностью набора образцов, входящих в её состав, не представляла практического интереса. В рабочую коллекцию было отобрано 50 сортообразцов с продолжительным периодом развития растений от всходов до колошения, которые могли максимально использовать осадки, выпадающие во второй половине лета. Перспективные образцы были сгруппированы по типу спелости: среднеспелые, с продолжительностью вегетационного периода 75 – 80 дней; среднепоздние 81 – 90 дней. В пределах групп спелости были изучены хозяйственно - ценные признаки, определена их изменчивость под влиянием внешней среды, таблица 1.
Таблица 1 - Вариабельность хозяйственно – ценных признаков сортообразцов ВНИИР в пределах групп спелости, 1986 -2008гг
Признаки
|
Группы спелости
|
среднеспелые
|
среднепоздние
|
Lim, x
|
V %
|
Lim, x
|
V %
|
Высота растений, см.
|
30,7 ……..77, 6
|
8,6
|
36,9 ………110,2
|
5,6
|
Продуктивная кустистость, шт.
|
1,0 ……...3,2
|
22,2
|
1,3 ………5,4
|
24,5
|
Длина колоса, см.
|
4,7 ………6,2
|
8,9
|
5,8 ………8,3
|
9,4
|
Число колосков в колосе, шт.
|
10,7 ………13,9
|
9,4
|
13,7 ………19,3
|
10,6
|
Число зерен в колосе, шт.
|
17,6 ………34,6
|
15,3
|
19,5 ………43,1
|
16,4
|
Масса зерна колоса, гр.
|
0,5 ………1,00
|
19,8
|
0,8 ………1,3
|
20,1
|
Масса зерна растения, гр.
|
0,5 ……….2,4
|
31,2
|
1,2 ……….4,3
|
28,2
|
По величине коэффициента вариации, изученные количественные признаки были разбиты на три группы. К группе с низкими значениями коэффициента вариации отнесены признаки: «высота растений», «длина колоса» и «число колосков в колосе». Среднюю вариабельность показывали признаки - «число и масса зерна с колоса». Признаки: «продуктивная кустистость» и «масса зерна растения» характеризовались высокой изменчивостью.
В пределах групп спелости выделены и включены в рабочую коллекцию сортообразцы, отличившиеся наибольшей степенью выраженности признака при низкой его вариабельности, таблица 2.
Таблица 2 – Сортообразцы коллекции ВНИИР, выделившиеся по комплексу хозяйственно – ценных признаков в пределах групп спелости, 1986- 1999 гг.
Признаки
|
Размах изменчивости
|
Сортообразцы
|
Среднеспелая группа
|
Высота растения, см.
|
54,0 -79,0
|
К – 42761 (Львовская обл), к – 41165 (Румыния), к- 44730 (Израиль), к – 43311 (Китай), к – 44164, к – 44197 (Индия); к- 42156 (Канада); к – 33951, к – 44400 (США); к – 43715 (Бразилия); к – 44483 (Австралия).
|
Продуктивная кустистость, шт.
|
1,0-3,2
|
К – 41967 (Башкирия); к – 40702 (Красноярский край); к – 43379 (Китай); к – 45664 (Мексика); к – 43595, 43596, 43599, к – 43604 (Монголия).
|
Длина колоса, см.
|
5,0-6,4
|
К – 43379 (Китай); к – 43582, 43604 (Монголия); к – 44155 (Индия); к – 39607 (США); к – 44605, 44698 (Кения).
|
Число колосков в колосе, шт.
|
10,0-14,0
|
К – 43604 (Монголия); к – 43354, к - 3379 (Китай); к – 44471, 44480, 44557 (Австралия)
|
Число зерен в колосе, шт.
|
22,0-38,0
|
К – 45181 (Мексика); к – 29745 (Перу); к – 44471, 44480, 44557 (Австралия).
|
Масса зерна колоса, гр.
|
0,5-1,1
|
К – 35541 (Восточно – Казахстанская обл), к – 41529 (Джамбульская обл.), к – 43599 (Монголия), к – 43048 (Иран).
|
Масса зерна растения, гр.
|
0,5-3,0
|
К – 39607 (США), к – 44605, к – 44698 (Кения), к – 43048 (Иран), К – 45667 (Голландия).
|
Продолжение таблицы -2
|
Среднепоздняя группа спелости
|
Высота растений, см.
|
65,0-112,0
|
К-29619, 31875 Таджикистан, к-44286 Карагандинская обл., К-45387 (ЮАР), К-43336, 43667 (Китай), к-44407, 45486 (США), к-45664 (Мексика).
|
Продуктивная кустистость, шт.
|
1,1-3,3
|
К-45659 (Германия), к-14412 (Турция), к-45429 (Непал), к-45430 (Непал), к-41990 (Канада), к-43113 (Чили), к-43136 (Аргентина).
|
Длина колоса, см.
|
5,3-8,0
|
К-44286 (Карагандинская обл.), к-45667 (Голландия), к—43698 (Германия), к-41809 (Румыния), к-43048 (Ирак).
|
Число колосков в колосе, шт.
|
13,019,0
|
К-44286 (Карагандинская обл.), к-41725 (Швеция), к-44031 (Германия), к-42684 (Польша), к-39320 (Узбекистан).
|
Число зерен в колосе, шт.
|
28,0-48,0
|
к-29619, 31875 (Таджикистан), к-43601 (Монголия), к-43093 44441 (Канада), к-25665, 33219, 44407 (США).
|
Масса зерна колоса, гр.
|
0,7-1,4
|
к-45662 (Германия), к-42684 (Польша), к-14412 (Турция), к-43336, 44125 (Китай), к-14412, к-45664 (Мексика).
|
Масса зерна растения, гр.
|
0,7-3,6
|
к-43120 (Чили), к-43136, 43140 (Аргентина), 44557, 44480 (Австралия), к-35690, к-40053, 43093, 44441, 45162 (Канада).
|
3.1.2. Казахстанско-Сибирский питомник улучшения яровой пшеницы, (КАСИБ), 2000-2008гг.
С 2000 года пополнение селекционного материала происходило за счет Казахстанско-Сибирского питомника улучшения яровой пшеницы (СИММИТ/КАСИБ). За период 2000-2008 гг. в условиях Павлодара было изучено 307 образцов 17 селекционных учреждений, географическое расположение которых охватывает все зерносеющие районы Республики Казахстан и Западной Сибири, рисунок 1. Набор сортообразцов был представлен в основном среднеспелыми и среднепоздними формами. Продолжительность периода «всходы-колошение» у среднеспелых образцов составила 36±0,26 дней, среднепоздних 42±0,44дня. В целом продолжительность вегетационного периода среднеспелых форм была равна 80±0,33 дней, среднепоздних - 86±0,38 дней, таблица 3.
Рисунок 1 – Количество сортообразцов, проходивших испытание в питомнике Казахстанско-Сибирской сети в условиях Павлодара
Таблица 3 – Продолжительность межфазных периодов вегетации сортообразцов питомника КАСИБ, 2000-2008гг.
Годы
|
Межфазные периоды
|
всходы – колошение
|
колошение - восковая спелость
|
всходы - восковая спелость
|
Среднеспелые
|
2000
|
32±0,19
|
36±0,21
|
68±0,28
|
2001
|
34±0,28
|
46±0,26
|
80±0,35
|
2002
|
42±0,33
|
51±0,31
|
93±0,43
|
2003
|
38±0,26
|
40±0,33
|
78±0,41
|
2004
|
39±0,23
|
50±0,25
|
89±0,22
|
2005
|
36±0,32
|
44±0,35
|
80±0,43
|
2006
|
36±39
|
35±0,38
|
71±0,35
|
2007
|
35±0,16
|
51±0,18
|
86±0,26
|
2008
|
34±0,22
|
41±0,24
|
75±0,28
|
Среднее
|
36±0,26
|
44±0,28
|
80±0,33
|
Среднепоздние
|
2000
|
44±0,28
|
39±0,27
|
83±0,32
|
2001
|
44±0,31
|
43±0,26
|
87±0,29
|
2002
|
50±0,30
|
45±0,16
|
95±0,18
|
2003
|
42±0,28
|
46±0,21
|
88±0,24
|
2004
|
43±0,29
|
50±0,23
|
93±0,25
|
2005
|
40±0,50
|
44±0,46
|
84±0,49
|
2006
|
40±0,88
|
38±0,62
|
78±0,69
|
2007
|
40±0,51
|
52±0,49
|
92±0,54
|
2008
|
39±0,61
|
40±0,53
|
79±0,58
|
Среднее
|
42±0,44
|
44±0,36
|
86±0,38
|
Из КАСИБ были выделены 19 перспективных образцов среднеспелого типа развития, продолжительность вегетационного периода которых составила 75-78 дней, таблица 4.
Таблица 4 – Образцы яровой мягкой пшеницы среднеспелого типа питомника КАСИБ с продолжительностью вегетационного периода 75-78 дней.
Название сортообразцов
|
НИУ - оригинатор
|
Память Азиева, Омская 19, Омская 29,
Омская 32, Омская 36, Тарская 6
|
СибНИИСХ, Омск
|
Астана, Астана 2
|
КНИИЗХ, Шортанды
|
Степная 1, Актобе 130, Актобе 14
|
Актюбинская СХОС
|
Э-607, Э-755
|
НИИПББ, Отар
|
Терция, Фора
|
Курганский НИИСХ
|
Ирень, Иргина
|
Краснокутская СХОС
|
Казахстанская 10, Казахстанская раннеспелая
|
КНИИЗиР, Алматы
|
В типичные по температурному режиму и влагообеспеченности годы наиболее приспособленными к почвенно-климатическим условиям Северо-Востока Казахстана были образцы западно-сибирского экотипа, имеющие растянутый (42-46 дня) период «вcходы – колошении» с продолжительностью вегетационного периода – 78-95 дней, таблица 5.
Таблица 5 - Перечень перспективных среднепоздних образцов питомника КАСИБ с продолжительностью вегетационного периода 78-95 дней.
Название сортообразцов
|
НИУ - оригинатор
|
Павлодарская 93- стандарт
Павлодарская 27, Ссеке
|
Павлодарский НИИСХ, Павлодар
|
Алтайская 50, Алтайская 100,
Алтайская 530, Алтайская 105
|
Алтайский НИИ3иС, Барнаул
|
Омская 28, Омская 37, Омская 26,
Омская 34, Омская 38
|
СибНИИСХ, Омск
|
Новосибирская 15, Новосибирская 29
|
СибНИИРиС, Новосибирск
|
ГВК 1596-5, ГВК 1678/2
ГВК-1860-8, ГВК 1369-2, Велютинум 15
|
ВКНИИСХ, Усть-Каменогорск
|
Целинная 26, Эритроспермум 35,
Ишимская 98, Акмола 2, Достык, Целинная 24
|
КазНИИЗХ, Шортанды
|
Актюбинка
|
Актюбинская СХОС, Актюбе
|
Голубковская, Нива 2
|
ОмГАУ, Омск
|
Лютесценс 1228, Лютесценс 1021, Карагандинская 70
|
ЦКНИИРиС, Караганда
|
Лютесценс 13, Лютесценс 14, Лютесценс 71, Лютесценс 22
|
Карабалыкская СХОС, Кустанай
|
Продуктивные сортообразцы, выделенные по комплексу хозяйственно-ценных признаков были включены в рабочую коллекцию ПНИИСХ, таблица 6. В качестве местного стандарта использован сорт местной селекции – Павлодарская 93.
3.2. Сопряженность хозяйственно – ценных признаков с продуктивностью и продолжительностью вегетационного периода
В разрезе различных групп спелости была изучена сопряженность хозяйственно – ценных признаков с продуктивностью с продолжительностью вегетационного периода. Корреляционная зависимость была выражена различно в зависимости от влагообеспеченности межфазных периодов развития растений. Для анализа были взяты данные лет, различающихся по влагообеспеченности в течение вегетационного периода: 2003 – засушливый в первую половину вегетации, 2004 - засушливый во вторую половину вегетации, 2005 год – относительно благоприятный в течение всего периода, таблица 7, рисунок 2. Сортообразцы раннеспелого типа (длина периода «всходы – колошение» - 30-32 дня) показали низкую, либо отрицательную корреляцию урожайности в целом с длиной вегетационного периода и в частности с длиной периода «всходы – колошение». Перспективными для селекционной проработки были образцы среднеспелого и среднепозднего типа созревания с затянутым периодом «всходы - колошение». У сортообразцов среднеспелого типа положительная корреляционная связь отмечена во все годы испытаний, достоверность её подтверждена в 2003 году (осадки во второй половине вегетации, r=0,43) и в 2005 году (относительно благоприятном в течение всего периода вегетации, r=0,64). У среднепоздних сортов в 2003 и 2005 годах также отмечена высокая положительная корреляция r=0,55 и r=0,64. В 2004 году (засуха во второй половине вегетации) в отличие от образцов среднеспелого типа выявлена отрицательная корреляция, r=-0,38.
Особый интерес представляют образцы среднеспелого типа, как исходный материал для создания национальных сортов среднеспелого типа, дефицит которых ощутим в зоне. Однако к наиболее продуктивным в условиях Северо-востока Казахстана отнесены образцы западно-сибирского экотипа, с растянутым периодом «вcходы-колошение».
Таблица 6 - Характеристика продуктивных сортообразцов рабочей коллекции, сформированной из материала питомника КАСИБ, 2000-2008гг
Сорта
|
Оригинатор
|
Урожай
ность, ц/га
|
± к стандарту
|
НСР05
|
Вегетационный период, дней
|
Масса 1000 зерен, г
|
Высота, см
|
В главном колосе
|
Масса зерна с 1 растения, г
|
колосков, шт.
|
зерен, шт.
|
масса зерна, г
|
Надежда
|
КазНИИЗиР
|
27,2
|
+3,3
|
1,5
|
97
|
42,2
|
73
|
15
|
29
|
0,7
|
0,7
|
ГВК – 1857-9
|
В.-К. НИИСХ
|
25,7
|
+1,8
|
1,5
|
101
|
43,2
|
83
|
15
|
35
|
1,1
|
1,1
|
Акмола 2
|
КазНИИЗХ
|
35,2
|
+2,7
|
1,3
|
88
|
45,8
|
77
|
14
|
34
|
1,4
|
2,9
|
Целинная 3С
|
КазНИИЗХ
|
33,8
|
+1,3
|
1,3
|
95
|
30,8
|
123
|
14
|
34
|
1,4
|
2,8
|
Э-757
|
НИСХИ-Отар
|
33,0
|
+0,5
|
1,3
|
95
|
35,5
|
105
|
14
|
32
|
1,0
|
1,9
|
Э-736
|
НИСХИ-Отар
|
34,1
|
+1,6
|
1,3
|
95
|
32,4
|
71
|
13
|
35
|
1,1
|
1,1
|
Лютесценс 29-94
|
Павл.НИИСХ
|
26,9
|
+3,0
|
1,5
|
99
|
38,5
|
88
|
15
|
37
|
1,1
|
1,4
|
Лютесценс 30-94
|
Павл.НИИСХ
|
25,4
|
+1,5
|
1,5
|
99
|
36,2
|
85
|
15
|
32
|
1,0
|
1,5
|
Лютесценс 53-95
|
Павл.НИИСХ
|
27,1
|
+3,2
|
1,5
|
100
|
36,0
|
85
|
14
|
30
|
0,8
|
1,3
|
53-94-98-2
|
Павл.НИИСХ
|
32,2
|
+5,3
|
1,2
|
85
|
41,5
|
86
|
15
|
33
|
1,0
|
1,9
|
Нива 2
|
Омский ГАУ
|
25,9
|
+2,0
|
1,5
|
96
|
36,3
|
78
|
14
|
28
|
0,9
|
1,4
|
Голубковская
|
Омский ГАУ
|
28,8
|
+4,9
|
1,5
|
96
|
33,8
|
85
|
15
|
33
|
1,2
|
1,8
|
Омская 32
|
Сиб.НИИСХ
|
29,0
|
+13,7
|
1,9
|
82
|
38,3
|
83
|
14
|
37
|
1,6
|
3,3
|
Омская 37
|
Сиб.НИИСХ
|
31,3
|
+5,0
|
1,2
|
83
|
39,1
|
82
|
14
|
31
|
0,8
|
1,5
|
Л.210/99-10
|
Сиб.НИИСХ
|
32,3
|
+6,0
|
1,2
|
85
|
43,9
|
83
|
15
|
34
|
1,1
|
1,6
|
Лютесценс 296
|
Алт. НИИЗиС
|
27,3
|
+5,7
|
1,9
|
95
|
36,5
|
107
|
15
|
35
|
1,4
|
2,4
|
Алтайская 100
|
Алтай. НИИЗиС
|
31,3
|
+5,0
|
1,3
|
84
|
40,1
|
88
|
15
|
33
|
0,9
|
1,6
|
Алтайская 530
|
Алтай. НИИЗиС
|
31,0
|
+4,7
|
1,3
|
84
|
41,7
|
90
|
15
|
33
|
0,8
|
1,4
|
Алтайская 105
|
Алтай. НИИЗиС
|
34,2
|
+7,9
|
1,3
|
86
|
42,0
|
87
|
15
|
36
|
0,9
|
1,6
|
Фитон 25
|
СФ "Фитон"
|
30,6
|
+4,3
|
1,3
|
87
|
47,9
|
90
|
16
|
38
|
1,2
|
2,5
|
Ирень
|
Красноуфимская СХОС
|
33,8
|
+9,9
|
1,5
|
95
|
34,8
|
68
|
14
|
29
|
1,8
|
2,1
|
Таблица 7 - Коэффициент корреляции между урожайностью и продолжительностью периода «всходы - колошение» яровой пшеницы в разрезе 2-х групп спелости
Годы
|
Межфазный период
|
всходы – колошение
|
Раннеспелые
|
2003
|
- 0,25±0,15
|
2004
|
0,16±0,26
|
2005
|
0,28±0,13
|
Среднеспелые
|
2003
|
0,43±0,32*
|
2004
|
0,05±0,34
|
2005
|
0,43±0,32*
|
Среднепоздние
|
2003
|
0,55±0,33*
|
2004
|
-0,38±0,33
|
2005
|
0,64±0,33*
|
*- достоверно при F05
I
II
Рисунок 2 – Сопряженность периода «всходы – колошение» с урожайностью зерна
Сопряженность основных элементов структуры урожая между собой у генотипов разных групп спелости, наряду с общим проявлением имеет и ряд отличительных особенностей, что четко прослеживается по годам, различающимся по влагообеспеченности различных периодов вегетации. У среднеспелых образцов корреляция между общей и продуктивной кустистостью была незначительная положительная, у среднепоздних сортов незначительная отрицательная. В благоприятный по осадкам 2005 год, в обеих группах отмечена положительная средняя корреляционная связь на уровне r =0,37 – 0,38.
Сопряженность признаков: продуктивность колоса и продуктивная кустистость у среднепоздних сортов выражена несколько выше, чем у среднеспелых. Независимо от групп спелости положительная связь отмечена между следующими парами признаков: продуктивность колоса и число зерен в колосе (r = 0,22-0,42 - среднеспелые; r = 0,46-0,80- среднепоздние); число зерен и колосков в колосе (r =0,62-0,81 – среднеспелые; r = 0,65 -0,72 - среднепоздние); продуктивность колоса и масса 1000 зерен (r =0,40-0,84 -– среднеспелые; r = 0,40-0,52 - среднепоздние); продуктивность колоса и урожайность (r =0,25-0,52 – среднеспелые; r =0,38-0,76 - среднепоздние). Масса 1000 зерен и озерненность колоса стабильно показывают отрицательную связь у сортов обоих групп спелости. Анализ корреляционных связей основных количественных признаков с урожайностью подтвердил селекционную значимость ранее обозначенных признаков в пределах обеих групп спелости, таблица 8, рисунок 3. У сортов обеих групп спелости в годы, различающиеся по характеру наступления засухи, между озерненностью колоса и урожайностью отмечена достоверная положительная корреляционная связь, от средней до высокой. При наличии относительно высокой положительной связи признаков: масса зерна с колоса и масса 1000 зерен с урожайностью величина корреляции зависела от года испытаний: в 2004 году при засухе во вторую половину вегетации отмеченная связь была незначительной (r = 0,08-0,16).
Таблица 8 - Корреляционная связь урожайности у яровой пшеницы с основными хозяйственно – ценными признаками
Признаки
|
годы
|
Группа спелости
|
среднеспелые
|
среднепоздние
|
Число зерен в колосе/ урожайность
|
2003
2004
2005
|
0,52±0,27
0,62±0,12*
0,58±0,13*
|
0,68±0,24*
0,72±0,12*
0,39±0,32
|
Масса зерна с главного колоса/ урожайность
|
2003
2004
2005
|
0,60±0,27*
0,16±0,13
0,72±0,23*
|
0,58±0,23
0,10±0,12
0,65±0,32
|
Масса 1000 зерен/ урожайность
|
2003
2004
2005
|
0,39±0,30
0,12±0,6
0,48±0,32
|
0,72±0,12*
0,08±0,12
0,59±0,24*
|
* - достоверно при F05
Корреляция числа зерен в колосе и урожайности
Корреляция массы зерна с главного колоса и урожайности
Корреляция массы 1000 зерен и урожайности
Рисунок 3 – Проявление корреляционных связей урожайности с основными хозяйственно – ценными признаками яровой пшеницы в разрезе 2-х групп спелости.
Изучением сопряженности элементов структуры урожая между собой и продуктивностью выявлено, что хозяйственно – ценными признаками, лимитирующими продуктивность яровой мягкой пшеницы в условиях Павлодарской области в типичные годы, являются: озерненность, продуктивность главного колоса и масса 1000 зерен. Обозначенные корреляционные связи были положены в основу теории отбора при селекции сортов яровой мягкой пшеницы для условий Северо – Востока Казахстана.
4. Создание и характеристика селекционного материала различных групп спелости в условиях Северо – Востока Казахстана
4.1 Создание и изучение гибридных популяций по хозяйственно-ценным признакам
За 1986-2008 гг. было изучено 1968 гибридных комбинаций. У 178 гибридных комбинаций, выделенных по фенотипу, был установлен характер наследования основных хозяйственно-ценных признаков. В таблице 9 приведен характер наследования признака «число зерен в колосе», лимитирующего продуктивность в обеих группах спелости и высоко коррелирующего с урожайностью. Отмечен различный характер наследования: промежуточное наследование при: 0<hp<1; полное положительное при hp = 1; полное отрицательное доминирование при hp =- 1; депрессия при hp <- 1; сверхдоминирование при hp >1. Наибольшее количество комбинаций (63 из 178) показали гетерозис - hp >1.
Таблица 9 - Распределение гибридов F1 по характеру наследования признака «число зерен в колосе».
Годы
| Степень доминирования/количество гибридных популяций F1, шт |
-1 |
hp=1
|
hp=-1
|
hp>1
|
Hp<-1
|
2006
|
11
|
16
|
5
|
23
|
19
|
2007
|
15
|
-
|
8
|
19
|
14
|
2008
|
2
|
4
|
13
|
21
|
8
|
Итого
|
28
|
20
|
26
|
63
|
41
|
Однако наибольшую ценность представляли гибридные комбинации с промежуточным типом наследования (-1
4.2 Изучение и отбор элитных линий
4.2.1 Селекционные питомники 1 и 2 года изучения Средняя продуктивность линий в питомниках I и II года испытания, сгруппированных по типу спелости, показала более высокую продуктивность среднепоздних форм (СП-1 - 33,0 – 34,0 гр. и 35,0 – 38,0 гр.; СП-2 - 200-360 гр. и 250-450 гр. – среднеспелые и среднепоздние линии соответственно).
4.2.2. Контрольный питомник За годы исследований в контрольном питомнике изучено 2750 линий, в том числе за 2006- 2008 – 770 . Ежегодно проводилась группировка линий по типу спелости. Группы спелости различались по диапазону урожайности, который у среднеспелых сортов находился в пределах 5,0-25,0 ц/га, а у среднепоздних - 10,0-30,0 ц/га. В группе среднеспелых наибольшее количество линий (195) отобрано в интервале урожайности от 5,0 до 15,0 ц/га, в среднепоздней группе в интервале от 15,0 до 25,0 ц/га (210), рисунок 4.
4 .2.3 Конкурсное сортоиспытание Ежегодно в питомнике конкурсного сортоиспытания изучалось до 50 константных линий по двум предшественникам. Дисперсионный анализ вклада генотипической и случайной изменчивости в общее варьирование урожайности по годам показал, что на долю генотипической изменчивости приходится от 50 до 70%, подтверждая тем самым доминирующую роль сорта в повышении продуктивности культуры в условиях Павлодарской области. Доля изменчивости, обусловленная генотип – средовыми взаимодействиями составила 15,2% от общей фенотипической изменчивости. По результатам последних 3-х лет испытания достоверно (НСР05=1,5ц/га) превысили стандарты 3 линии: 2 среднеспелые линии - Лютесценс 29/94-98-1 (+3,6 ц/га), Эритроспермум 42/93-01-4 и 1 среднепоздняя - Лютесценс 53/95-98-3 (+5,0 ц/га). Прибавка урожайности получена за счет увеличения озерненности главного колоса (30-39 шт.) по сравнению со стандартом – Павлодарская 93 (30-32шт.) в сочетании с крупнозерностью (масса 1000 зерен выделенных линий – 42,5-45,5гр.), таблица 10.
Рисунок 4 – Распределение линий контрольного питомника по урожайности в разрезе групп спелости, ц/га, 2007 г.
1>
Достарыңызбен бөлісу: |