Изучение коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы по скороспелости
Автор: Кинчаров А.И., Дмина Е.А., Таранова Т.Ю., Чекмасова К.Ю.
Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal
Рубрика: Сельскохозяйственные науки
Статья в выпуске: 10-1 (25), 2018 года.
Бесплатный доступ
За годы исследований (2013-2017 гг.) проведено изучение коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы разного эколого-географического происхождения по признаку скороспелость для условий Средневолжского региона. Выявлены генетические источники скороспелости среди образцов отечественной и зарубежной селекции, а также перспективных линий селекции ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Отмечена роль периода всходы-колошение в определении скороспелости коллекционных образцов в условиях региона. Выделены скороспелые образцы коллекционного питомника с высокой продуктивностью зерна Эритроспермум 5299, Альбидум 5495 (Кинель), Альбидум 32, Л-1205 (Саратовская обл.), которые рекомендуются для использования в селекционных программах скрещиваний по Средневолжскому региону.
Яровая мягкая пшеница, образец, коллекционный питомник, скороспелость, генетический источник, продуктивность
Короткий адрес: https://sciup.org/170184734
IDR: 170184734 | DOI: 10.24411/2500-1000-2018-10082
Текст научной статьи Изучение коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы по скороспелости
Введение. Увеличение валового производства зерна - основная и первостепенная задача для развития сельского хозяйства в регионе и в Российской Федерации в целом. Средневолжский регион является одним из ведущих регионов страны по производству продовольственного зерна яровой пшеницы высокого качества, располагающий реальными возможностями для его дальнейшего увеличения [1]. Климат Среднего Поволжья умеренноконтинентальный, для него характерны сильные контрасты погодных условий по годам, резкие температурные колебания, чередование засушливых лет с умеренно влажными (или влажными), дефицит влаги и частое повторение засух. Валовые сборы зерна в годы засух снижаются в 2-3 раза по сравнению с благоприятными годами. [2]. В годы с достаточным увлажнением происходит удлинение вегетационного периода, и время уборки часто совпадает с неблагоприятными погодными условиями, что вызывает потери урожая и снижение качества зерна.
Изучение вопросов скороспелости яровой мягкой пшеницы в зоне Среднего Поволжья имеет особое значение, и в первую очередь это связано со стабилизацией валовых сборов зерна в регионе. Селекционная работа в сторону создания сортов яровой пшеницы с максимальной продуктивностью зачастую приводит к получению позднеспелых форм, такие формы не отличаются адаптивностью, более чувствительны к любым погодным изменениям и характеризуются высокой вариабельностью продуктивности зерна по годам, особенно в зонах рискованного земледелия [3]. Решением данной проблемы является создание для условий Среднего Поволжья скороспелых и среднеспелых форм яровой мягкой пшеницы с высокой и стабильной продуктивностью, сочетающих комплекс хозяйственно-ценных признаков и адаптированных к агроэкологическим условиям зоны возделывания. Новый сорт должен иметь оптимальный вегетационный период, приемлемый для товарного производства зерна в регионе, и максимально воз- можную урожайность при засухе и в благоприятных условиях [4].
Селекционная работа по созданию сортов с заданными параметрами и свойствами невозможна без подбора, изучения и широкого вовлечения в селекционный процесс генетически разнообразного исходного материала [5-6].
Цель исследований заключалась в изучении коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы различного экологогеографического происхождения по показателю скороспелость, выявление новых генетических источников данного признака и образцов, сочетающих скороспелость и высокую продуктивность, для последующего их использования в селекционном процессе при создании новых, адаптированных сортов.
Материалы и методы исследований
Исследования выполнялись в 2013-2017 гг. на базе ФГБНУ «Поволжский НИ-ИСС». Закладка полевых опытов проводилась на полях селекционного севооборота института, предшественник – чистый пар. Почва опытного участка чернозем типичный малогумусный среднемощный легкоглинистый. Содержание гумуса в среднем 5-6%. Содержание питательных элементов в почве: подвижного фосфора 61,4-77 мг/кг (среднее), обменного калия 374-423 мг/кг (очень высокое), легкогидролизуемого азота 28,5-49,4 мг/кг (низкое и среднее). По степени кислотности почва опытного участка слабокислая, pH солевой вытяжки почвы 5,4 ед. Полевые опыты закладывались по общепринятой для региона агротехнике. Площадь делянок коллекционного питомника 1 м2, повторность однократная, с частыми стандартами (через 10 делянок). Норма высева 450 всхожих зерен на м2. Посев проводили в оптималь- ные агротехнические сроки селекционной сеялкой ССФК-7М, уборка делянок осуществлялась вручную, в сноповой материал.
В качестве исходного материала для исследований использовались отечественные и зарубежные образцы яровой мягкой пшеницы коллекционного питомника лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы. В изучении находилось 350 образцов различных экологогеографических групп. В качестве стандартов высевались среднеспелые сорта Кинельская нива (ФГБНУ «Поволжский НИИСС») и Тулайковская 108 (ФГБНУ «Самарский НИИСХ). Изучение образцов коллекционного питомника проводили в соответствии с методическими указаниями [7-9].
Результаты исследований и их обсуждение
Селекционная работа по созданию скороспелых сортов яровой мягкой пшеницы актуальна для многих регионов РФ и в том числе - для засушливых условий Среднего Поволжья. Это связано в первую очередь с тем, что сорта данного типа могут максимально эффективно использовать осадки зимнего периода и формировать хороший урожай в условиях устойчивых засух в течение вегетации. Однако надо отметить, что к сокращению вегетационного периода яровой мягкой пшеницы следует подходить осторожно и с учетом многих региональных факторов и условий, чтобы избежать существенного снижения продуктивности, как в благоприятные годы, так и в засушливые.
Температурный режим и условия увлажнения за период вегетации яровой пшеницы имели существенные различия по годам исследований (табл. 1).
Таблица 1. Агрометеорологические данные в среднем за вегетационный период яровой пшеницы, 2013-2017 гг.
Год |
Средняя температура воздуха за вегетацию, °С |
Осадки за вегетацию, мм |
ГТК за вегетацию |
2013 |
20,3 |
183,0 |
0,73 |
2014 |
19,8 |
94,3 |
0,40 |
2015 |
19,5 |
138,5 |
0,59 |
2016 |
20,9 |
99,0 |
0,38 |
2017 |
18,1 |
223,9 |
1,04 |
Среднемноголетнее |
18,1 |
163,0 |
0,73 |
Вегетационный период 2013 года в целом можно охарактеризовать как засушливый. Несмотря на то, что ГТК май-август составил 0,73 (на уровне среднемноголетнего значения в регионе), основная масса осадков выпала в конце июля начале августа к моменту созревания яровой пшеницы. Вегетация яровой пшеницы в 2014, 2015 и 2016 гг. проходила в засушливых и временами острозасушливых условиях, ГТК май-август составил 0,38-0,59. Рост и развитие растений яровой пшеницы в эти годы сопровождались дефицитом осадков на фоне повышенных средних температур воздуха. Вегетационный период 2017 года был резко контрастный по увлажнению, ГТК май-август составил 1,04. Причем избыточное увлажнение и недостаток тепла в начальный период роста и развития растений (май и июнь месяц), сменились засушливыми условиями в последующий период вегетации, вплоть до созревания.
В изучении на скороспелость находилось 350 образцов яровой мягкой пшеницы коллекционного питомника, из них: 124 сорта и гибрида зарубежной селекции и 226 - отечественной. Коллекция была представлена образцами яровой мягкой пшеницы из России, Казахстана, Мексики, Канады, США, Китая, Польши, Швеции, Германии и других стран ближнего и дальнего зарубежья. У образцов были отмечены даты наступления всех фенологических фаз.
Считается, что период всходы-колошение является менее вариабельным признаком и часто используется как сортовой признак, к тому же этот срок можно отметить с большей точностью, чем время восковой или полной спелости зерна. В засушливых условиях региона отбор на скороспелость также рекомендуется вести по продолжительности данного периода [10].
За годы изучения коллекционных образцов продолжительность периода всхо-ды-колошение (ПВК) варьировала как по сортам, так и по годам (табл. 2).
Таблица 2. Продолжительность периода всходы-колошение у коллекционных образцов яровой пшеницы, 2013-2017 гг.
Год изучения |
Продолжительность периода всходы-колошение (ПВК), дней |
|||
минимальный |
максимальный |
средний |
у стандартов |
|
2013 |
29 |
42 |
34,5 |
34-36 |
2014 |
29 |
46 |
38,5 |
40-41 |
2015 |
31 |
42 |
36,0 |
37 |
2016 |
32 |
42 |
37,5 |
38-39 |
2017 |
42 |
54 |
46,5 |
46-47 |
Анализ продолжительности периода всходы-колошение показал, что наиболее короткий период до колошения у коллекционных образцов был в условиях 2013 и 2015 года, в среднем по образцам 34,5 и 36 дней. Этому способствовали сложившиеся погодные условия мая и июня, на которые приходится данный период. В 2013 г. высокий температурный режим мая (выше многолетних значений на 3,4°С) и дефицит осадков во второй и третьей декадах месяца угнетали развитие растений пшеницы. Июнь также сопровождался высокими температурами, средняя температура воздуха составила 21,6°С (выше среднемно- голетних значений на 2,9°С), и дефицитом осадков (на 25,1 мм ниже нормы). ГТК июня составил всего 0,21 при среднемноголетнем значении показателя 0,70. В 2015 г. благоприятная температура воздуха и осадки после посева способствовали появлению дружных всходов яровой пшеницы. Однако высокие температуры мая, особенно в третьей декаде (средняя температура выше среднемноголетней на 6,0°С) угнетали развитие растений пшеницы, их корневой системы. Июнь сопровождался высокими температурами воздуха, средняя температура воздуха составила 23,3°С, что выше среднемноголетних значений на
-
4,6°С (а в третьей декаде месяца выше на 7,9°С) и практически полным отсутствием осадков. За весь июнь осадков выпало всего 0,5 мм, а ГТК имел критическое значение - 0,01 (показатель пустыни). Жаркая погода во второй и третьей декадах июня в 2013, 2015 гг. способствовала сокращению периода всходы-колошение у растений яровой пшеницы в среднем на 5-6 дней.
Наиболее продолжительным период всходы-колошение был в 2017 году - 46,5 дней. Хорошая влагозарядка почвы перед посевом, а также выпавшие осадки после посева, способствовали получению дружных всходов. Но недостаток тепла и осадки в третьей декаде мая (больше среднемноголетней нормы на 40 мм) способствовали избыточному переувлажнению и уплотнению почвы. Июнь месяц был прохладный (средняя температура воздуха ниже многолетних значений на 2,2°С) и с аномально избыточным количеством осадков (за месяц выпало 129,8 мм осадков, что выше среднемноголетней нормы на 90,8 мм). ГТК июня имел критически высокое значение и составил 2,67 при среднемноголетнем значении 0,70. Сложившиеся условия привели к увеличению продолжительности периода всходы-колошение яровой пшеницы и в целом периода вегетации растений по образцам на 10-14 дней.
Различия в сроках колошения между сортами составили от 10 дней (2016 г.) до 17 дней (2014 г.), а разница в колошении генотипа в зависимости от условий года в среднем составляла 10-12 дней. В целом за годы исследований период всходы-колошение (ПВК) у образцов варьировал от 29 до 54 дней, у стандартов от 34 до 47 дней.
Нами были выделены 22 генетических источника скороспелости, со средним периодом всходы-колошение (ПВК) 32,836,6 дней, сочетающих ряд других хозяйственно-полезных признаков (табл. 3).
Таблица 3. Выделенные источники скороспелости среди коллекционных образцов,
2013-2017 гг.
Сорт |
№ каталога ВИР |
Происхождение |
ПВК в среднем, дней |
Вариация ПВК по годам, дней |
Кинельская нива, St |
64666 |
Кинель |
39,2 |
34-46 |
Тулайковская 108, St |
65452 |
Безенчук |
39,8 |
36-47 |
Эритроспермум 5299 |
- |
Кинель |
36,6 |
32-43 |
Альбидум 5495 |
- |
Кинель |
36,2 |
32-43 |
Альбидум 32 |
64551 |
Саратовская об. |
35,0 |
31-43 |
Альбидум 33 |
65600 |
Саратовская об. |
35,7 |
32-43 |
Линия 166 |
64439 |
Саратовская об. |
34,2 |
30-42 |
Линия 666 |
64438 |
Саратовская об. |
32,8 |
29-42 |
Л-1205 |
62227 |
Саратовская об. |
36,2 |
32-43 |
Омская 21 |
64860 |
Омская об. |
35,2 |
31-43 |
Новосибирская 15 |
64257 |
Новосибирская об. |
34,8 |
30-42 |
Полюшко |
64856 |
Новосибирская об. |
35,2 |
32-42 |
Тюменская 31 |
65601 |
Тюменская об. |
35,7 |
32-42 |
Бирюсинка |
47885 |
Иркутская об. |
33,0 |
29-42 |
Скала |
41173 |
Иркутская об. |
35,2 |
31-42 |
Тулунская 12 |
64361 |
Иркутская об. |
34,6 |
31-42 |
Линия S-18-10-7-5 |
47780 |
Ленинградская об. |
35,7 |
31-42 |
Фори 1 |
65589 |
Ленинградская об. |
34,0 |
29-42 |
Фори 6 |
65594 |
Ленинградская об. |
34,0 |
29-42 |
Long Fu 12 |
65473 |
Китай |
35,7 |
32-43 |
PS 133 |
64598 |
Китай |
34,6 |
30-42 |
UI Lochsa |
65659 |
США |
35,0 |
31-42 |
Jefferson |
65466 |
США |
35,5 |
32-43 |
Line S5 |
62094 |
Мексика |
36,0 |
33-42 |
Это скороспелые образцы отечественной селекции: Альбидум 32, Альбидум 33, Линия 166, Линия 666, Л-1205 (Саратовская обл.), Омская 21 (Омская обл.), Новосибирская 15, Полюшко (Новосибирская обл.), Тюменская 31 (Тюменская обл.), Бирюсинка, Скала, Тулунская 12 (Иркутская обл.), Линия S-18-10-7-5, Фори 1, Фори 6 (Ленинградская обл.). Зарубежные скороспелые образцы: Long Fu 12, PS 133 (Китай), UI Lochsa, Jefferson (США), Line S5 (Мексика). Среди перспективных линий селекции ФГБНУ «Поволжский НИИСС» было выделено два скороспелых образца Эритроспермум 5299 и Альбидум 5495, с ПВК соответственно 36,6 и 36,2 дней, сочетающих комплекс хозяйственно-ценных признаков.
Следует отметить, что сокращение продолжительности ПВК у образцов менее 3435 дней зачастую влечет существенное снижение продуктивности и это особенно заметно в благоприятные годы. Наименьшая урожайность зерна отмечена у образцов из Ленинградской области Фори 1 (в среднем 116 г/м2) и Фори 6 (212 г/м2), также образцов из США - UI Lochsa (214 г/м2) и Jefferson (182 г/м2). В годы эпифитотий некоторые ультраскороспелые коллекционные образцы также были подвержены развитию листовых грибных заболеваний (бурая ржавчина, мучнистая роса), в их числе следует отметить сорта иркутской селекции - Бирюсинка, Скала, Тулунская 12. Поэтому в селекционных программах скрещиваний необходимо использовать образцы обладающие комплексом хозяйственно-ценных признаков, а выделенные источники скороспелости рекомендуются нами для незначительной корректировки выделившегося селекционного материала по продолжительности периода всходы-колошение (ПВК).
Результаты длительного изучения коллекционного материала позволили нам выявить скороспелые сорта с высокой продуктивностью. Это прежде всего перспективные сорта селекции нашего института Эритроспермум 5299 (средняя урожайность 476 г/м2) и Альбидум 5495 (452 г/м2), а также образцы саратовской селекции Альбидум 32 (462 г/м2) и Л-1205 (500 г/м2). Средняя урожайность зерна стандартов: Кинельская нива - 432 г/м2, Тулайков-ская 108 - 422 г/м2. Достаточно высокая продуктивность зерна отмечена у следующих скороспелых образцов: Альбидум 33 (397 г/м2), Линия 166 (370 г/м2), Линия 666 (384 г/м2), Омская 21 (370 г/м2), Новосибирская 15 (382 г/м2), Тюменская 31 (373 г/м2), Line S5 (402 г/м2). Выделенные скороспелые образцы с высокой урожайностью зерна имеют определенную селекционную ценность и рекомендуются для использования в селекционных программах Средневолжского региона.
Заключение. Нашими исследованиями подтверждается, что в условиях Среднего Поволжья продолжительность вегетационного периода яровой мягкой пшеницы определяется главным образом продолжительностью периода всходы-колошение (ПВК) и это позволяет судить о скороспелости сорта по сроку колошения. По результатам изучения коллекционного материала за период исследований (2013-2017 гг.) были выделены 22 генетических источника скороспелости среди сортов отечественной и зарубежной селекции. А также скороспелые образцы коллекционного питомника с высокой продуктивностью зерна: Эритроспермум 5299, Альби-дум 5495 (Кинель), Альбидум 32, Л-1205 (Саратовская обл.), которые рекомендуются для использования в селекционных программах скрещиваний по Средневолжскому региону.
Список литературы Изучение коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы по скороспелости
- Карпова Л.В. Приемы ускоренного размножения оригинальных семян яровой мягкой пшеницы в условиях лесостепи Среднего Поволжья // Нива Поволжья. - 2013. - №3(28). - С. 15-21.
- Сортовой потенциал яровой мягкой пшеницы селекции Поволжского НИИСС / Е.А. Дёмина, О.С. Муллаянова, С.В. Третьякова, К.Ю. Чекмасова // Успехи современной науки. - 2016. - №12. - Т.11. - С. 19-22.
- Кинчаров А.И. Селекция яровой мягкой пшеницы на скороспелость // Селекция сельскохозяйственных культур на устойчивость к стрессовым факторам в Поволжье: сборник научных трудов. - Кинель, 1999. - С. 59-67.
- Головоченко А.П. Особенности адаптивной селекции яровой мягкой пшеницы в лесостепной зоне Среднего Поволжья (монография). - Кинель, 2001. - 380 с.
- Генетические источники ценных признаков яровой мягкой пшеницы и их использование в селекционном процессе / Е.А. Дёмина, О.С. Муллаянова, С.В. Третьякова, К.Ю. Чекмасова // Роль современной селекции и агротехники в мерах борьбы с засухой: материалы Международной научно-практической конференции посвященной 140-летию академика ВАСХНИЛ П.Н. Константинова (11-13 июля 2017 г., г.о. Кинель Самарской обл.). - Казань: Изд-во «Бук», 2017. - С. 118-123.
- Пшеничная И.А., Малокостова Е.И. Изучение коллекции яровой пшеницы по качеству зерна // Вестник Российской сельскохозяйственной науки. - 2016. - №1. - С. 31-33.
- Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск 2. М., 1989. - 194 с.
- Методические указания по изучению мировой коллекции пшеницы / под ред. В.Ф. Дорофеева. - Л., 1977. - 27 с.
- Изучение коллекции пшеницы / О.Д. Градчанинова, А.А. Филатенко и др. // Методические указания. Л.: ВИР, 1985. - 26 с.
- Кинчаров А.И. Селекция яровой мягкой пшеницы на скороспелость в условиях лесостепи Среднего Поволжья: автореф. дис. … канд. с.-х. наук. - Саратов, 1998. - 16 с.