Итоги изучения короткостолбчатых образцов гречихи в Красноярской лесостепи

В посевах гречихи половина растений имеет цветки с длинными столбиками и короткими тычинками, пыльники которых продуцируют относительно мелкую пыльцу (длинностолбчатые растения). У другой половины растений цветки, наоборот, с короткими столбиками и длинными тычинками (дают более крупную пыльцу, короткостолбчатые растения).

Гречиха имеет большую потенциальную продуктивность, однако урожайность растений ее низкая, так как в большинстве цветков зерна не образуются. К биологическим причинам получения низких урожаев относят: диморфизм цветков, растянутость периода образования плодов. На каждом растении гречихи 400–500 и более цветков, но из-за недостаточной обеспеченности пластическими веществами завязи образуются не во всех цветках (обычно 10–15% общего числа цветков) или же сформировавшиеся завязи опадают, не достигнув созревания. Это связано с недостаточной площадью листьев, приходящейся на один цветок, а также с тем, что у гречихи рост вегетативных органов продолжается одновременно с развитием репродуктивных и не завершается даже к уборке урожая. У гречихи по сравнению с надземной массой слабо развита корневая система [1; 2].

Главная задача селекции гречихи – создание сортов с высокой и устойчивой урожайностью, отзывчивых на вносимые дозы удобрений, иммунных к болезням, крупнозерных, диплоидных и тетраплоидных или относительно мелкозерных с выравненностью не менее 75%, дающих при переработке не более 35% потерь. Селекционная работа с гречихой в настоящее время значительно расширяется и углубляется. Создаются сорта, которые полностью обладали бы всем необходимым комплексом хозяйственно-биологических признаков, определяющих их урожайность [3; 4].

В условиях Красноярской лесостепи Ф.Е. Замяткиным [3] созданы длинно- и короткостолбчатые формы гречихи. Длинностолбчатые формы характеризуются самосовместимо-стью, а короткостолбчатые образцы используются как опылители, прежде всего, при создании гетерозисных гибридов. Селекционная работа продолжается на кафедре ботаники, физиологии и защиты растений.

Мы представляем результаты исследований нового исходного материала на основе короткостолбчатых форм гречихи.

Исходный материал и методика исследований

Опыты закладывались в 2011–2014 гг. в учхозе «Миндерлинское» (п. Борск) Красноярского края. В исследованиях было 29 короткостолбчатых форм гречихи.

Посев проводили 29–31 мая на делянках площадью 2,95 и 12 м2 в двух-, четырехкратной повторности.

Норма высева 320 семян на 1 м2.

Проводили фенологические наблюдения (всходы, ветвление стебля, цветение, созревание семян). Делали следующие учеты: подсчет числа побегов, междоузлий, соцветий, числа цветков в соцветии и на растении, массы плодов с растения на 20 растениях в трехкратной повторности. Уборку проводили после заморозков прямым комбайнированием.

После уборки определяли массу 1000 плодов.

Исследования проводили в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [5; 6].

Статистическая обработка данных проводилась по пакету программ Б.А. Доспехова [7].

Результаты исследований

Погодные условия в течение вегетационного периода были разными и отражали типичную картину для Красноярской лесостепи.

2011 г. характеризовался повышенными среднесуточными температурами во второй – третьей декадах мая (на 1,6 и 3,4оС соответственно), первой – второй декадах июня (на 5,3 и 4,2оС), второй декадах августа (на 1,2оС) по сравнению с климатической нормой. Пониженные среднесуточные температуры воздуха были в первой декаде мая (на 1,9оС), первой и третьей декадах июля (на 3,2 и 3,8оС соответственно), третьей декаде августа (на 1,7оС).

Вегетационный период 2012 г. был жарким и засушливым, особенно в июне и июле (ГТК = 0,3–0,4). Сумма осадков выше климатической нормы была в первой и третьей декадах августа. Сумма активных температур за 2012 г. составила 1596оС.

В 2013–2014 гг. среднесуточные температуры воздуха были ниже средних многолетних данных во второй, третьей декадах мая и первой декаде июня. В 2013 г. они были пониженные также в третьей декаде июня, первой и второй декадах июля. В августе температуры были выше климатической нормы.

Вегетационный период 2011 г. был отмечен избыточным количеством осадков (323,3 мм), что составило к средним многолетним данным 157,4%. Ниже нормы количество осадков было в первой и второй декадах июня.

В 2012–2014 гг. осадки за вегетационный период превышали средние многолетние данные на 40 (2012, 2013) – 52,9 мм (2014). Их распределение было неравномерным в течение вегетационного периода.

В 2013 г. распределение осадков было более равномерным по всем декадам. В 2014 г. более двух норм осадков выпало в третьей декаде июля, избыточное их количество было в третих декадах мая и июня. Отсутствовали осадки во второй декаде июня, первой – июля.

Урожайность изучаемых образцов гречихи в исследуемые годы значительно варьировала в связи с неблагоприятными погодными условиями 2013 и 2014 гг. В 2014 г. 13 июля из-за прошедшего града были срезаны главные побеги гречихи. Формирование урожайности шло только за счет отрастания боковых побегов. Поэтому урожайность была очень низкой от 21 до 51 г на 1 м2, что повлияло на средние данные за 4 года (рис. 1).

Амплитуда изменчивости средних данных урожайности образцов: 97,7 (21 линия) – 160,2 (31 линия) г/м2. Несмотря на неблагоприятные условия, сложившиеся в отдельные годы во время вегетации, выделены формы короткостолбчатой гречихи с более высокой урожайностью: 31, 24, 3, 2, 26 и др. Все изучаемые формы превышают среднюю урожайность гречихи в Красноярском крае.

Рис. 1. Урожайность короткостолбчатых форм гречихи, г/м² (2011–2014 гг.; НСР 05 = 16,0)

Для изготовления круп ценятся крупнозерные формы гречихи. Изучаемые образцы гречихи характеризовались повышенной массой 1000 плодов: от 32,79 (21 линия) до 39,20 г (25 линия) (рис. 2).

Рис. 2. Масса 1000 плодов короткостолбчатой гречихи, г (НСР 05 = 0,36)

Выше 37 г массу плодов имели 9 образцов: 25, 28, 27, 32, 24 и др.

Главным элементом структуры урожайности является масса плодов с одного растения. Она составляла 0,58 (21 линия) – 0,84 г (31 линия) (рис. 3). Представляют интерес образцы с массой плодов более 0,8 г на 1 растение: 31, 24, 2, 3 и др.

Рис. 3. Масса зерна с растения у короткостолбчатых форм гречихи, г (НСР 05 = 0,08)

Селекционерами ставится задача – повысить у гречихи крупность и продуктивность соцветия, что можно осуществить, увеличивая число элементарных соцветий в одной кисти.

По числу соцветий на одно растение наблюдалась значимая разница у изучаемых форм (рис. 4).

Рис. 4. Число соцветий на 1 растение короткостолбчатой гречихи, шт. (НСР 05 = 2,0)

Амплитуда изменчивости составляла от 13 (21 линия) до 22 шт./растение (30 линия). Основное число образцов имело число соцветий в пределах от 14,2 до 19,7 шт./растение.

Число цветков в одном соцветии тоже значительно варьировало от 35 (8 линия) до 64,2 шт. (17, 21) (рис. 5). Как исходный материал для селекции имеют интерес формы, у которых произошла большая реализация числа цветков в зерна и которые показывают более высокую урожайность (2, 31, 3, 26, 9 и др.).

Рис. 5. Число цветков в соцветии, шт. (НСР 05 = 3,7)

Выделившиеся по урожайности образцы имели от 37 до 50 цветков на одно соцветие.

К основным элементам структуры урожайности относится и количество продуктивных растений на единицу площади, которое изменялось от 190 до 283 растений/м2. Для выяснения формирования урожайности в зависимости от элементов структуры был сделан корреляционный анализ. Формирование урожайности в основном зависело от массы зерна с растения и в меньшей степени от количества продуктивных растений на единицу площади (рис. 6).

Рис. 6. Взаимосвязь урожайности с количественными признаками. Порог достоверности на 5%-ном уровне 0,361

Остальные элементы структуры не имели достоверные связи с урожайностью. Интерес представляет влияние высоты растений на число соцветий.

Заключение

Изучение короткостолбчатых образцов гречихи показало, что среди них имеются интересные для селекции по урожайности, комплексу морфологических признаков, устойчивости к полеганию. Они могут быть использованы как исходный материал для создания новых высокоурожайных гибридов.