Селекционная оценка озимой пшеницы

Обновлено: 26.07.2024

Перспективным и востребованным направлением селекционной работы в последние годы является создание сортов, пластичных к внешним воздействиям и адаптированных к различным типам технологий. Важным этапом этой работы является подбор родительских форм для получения новых комбинаций признаков в гибридах, изучение и анализ гибридов поколений F1-3 и линий в последующих питомниках для выделения наиболее продуктивных и адаптивных линий, которые могут стать основой будущих сортов с заданными параметрами. В ходе исследования изучался селекционный материал озимой пшеницы в гибридном, селекционном и контрольном питомниках, была проведена внутривидовая гибридизация путем скрещивания, были изучены гибриды и потомства по хозяйственно полезным и биологическим признакам и проведены отборы из гибридных популяций. По результатам изучения сортов в коллекционном питомнике были подобраны родительские формы для проведения гибридизации в текущем году. В селекционном питомнике на основании учетов и комплексной оценки, отобраны линии: более раннеспелые, устойчивые к бурой ржавчине, и характеризующиеся высокой продуктивностью. В контрольном питомнике отобраны сортообразцы, существенно превышающие стандарт по урожайности, характеризующиеся более ранним (на 4 дня) сроком созревания, имеющие высокую продуктивность колоса (продуктивная кустистость 2,60 шт. на растение, масса 1000 зерен 46,5–46,8 г) и устойчивость к мучнистой росе и бурой ржавчине. На основании проведенных исследований сделаны предварительные выводы и получен селекционный материал для дальнейшей работы по созданию новых сортов озимой пшеницы.

1. Оразаева И.В. Создание нового селекционного материала озимой мягкой пшеницы с высоким адаптивным и продуктивным потенциалом / И.В. Оразаева, М.И. Павлов // Инновации в АПК: проблемы и перспективы. – 2016. – № 4. – С. 98–105.

6. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). – 5-е изд. доп. и перераб. – М.: Агропромиздат, 1985. – С. 271–356.

Современному сельскохозяйственному производству требуются высокоурожайные сорта, пластичные к внешним воздействиям и адаптированные к различным агротехнологиям. В этой связи является актуальным создание сортов, сочетающих в себе высокую, генетически обусловленную продуктивность и качество с факторами, снижающими потерю урожая от негативного воздействия внешней среды [1, 2]. Данное исследование является частью селекционной программы по озимой пшенице, проводимой в Белгородском ГАУ.

Цель исследования

Целью данного этапа работы является создание перспективного селекционного материала озимой пшеницы, обладающего высокой продуктивностью, качеством зерна и адаптивным потенциалом.

Задачи исследования:

– провести внутривидовую гибридизацию путем скрещивания среди выделенных перспективных сортов и линий озимой пшеницы для создания исходного материала;

– изучить гибриды и потомства в селекционных питомниках и провести отборы из гибридных популяций;

– оценить адаптивный и продуктивный потенциал новых линий озимой пшеницы в селекционном и контрольном питомниках и дать их полную характеристику по комплексу хозяйственно полезных признаков и свойств.

Материалы и методы исследования

Создание селекционного материала на данном этапе работы ведется по общепринятой схеме селекционного процесса, включающей питомник гибридизации, гибридный питомник F1-F3, селекционный и контрольный питомники. Основной метод создания селекционного материала в опытах – внутривидовая гибридизация с последующим индивидуальным и массовым отбором в гибридных популяциях.

Технология возделывания озимой пшеницы в опытах (обработка почвы, сроки посева, нормы высева) – общепринятая для зоны и области [3]. В питомниках проводились: фенологические наблюдения, структурный анализ урожайности по методике Государственного сортоиспытания [4], оценка зимостойкости и учет болезней по общепринятым методикам (В.В. Пыльнев) [5].

Результаты исследования и их обсуждение

В текущем году в питомнике гибридизации в результате скрещиваний по 28 комбинациям получено 145 гибридных семян. Процент удачи скрещиваний составил 5,17 %.

Гибридный питомник поколений F1, полученных от скрещиваний в 2016 г., был заложен 14 гибридными линиями. Гибриды первого поколения были проанализированы в среднем по комбинациям признаков высоты растения и продуктивности колоса (длине колоса, числу колосков в колосе, числу зерен с колоса и массе зерна с колоса) в сравнении с родительскими формами и сортом-стандартом Альмера (табл. 1).

Характеристика гибридов F1 (в среднем по комбинациям), их родительских форм и сорта-стандарта по высоте растений и продуктивности колоса в гибридном питомнике, 2017 г.

В статье приведены данные о создании скороспелых и урожайных сортов твёрдой пшеницы на основе изучения новых форм гибридных линий. В повышении урожайности сельскохозяйственных культур и улучшении качества получаемой продукции большая роль принадлежит селекции и семеноводству. Задачей селекции является выведение сортов сельскохозяйственных культур, обеспечивающих в местных условиях определённых районов наиболее высокие и устойчивые урожаи. В задачи семеноводства входит размножение этих сортов в необходимом количестве.

Ключевые слова: твёрдая пшеница, масса 1000 зёрен, урожайность, количество зёрен в колосе, белок, клейковина, стекловидность зерна.

От посева до созревания семян у растений хлебных злаков происходит ряд внешних изменений, связанных с ростом и появлением новых органов. Эти внешние изменения получили название фаз развития. В данный период происходит различные морфологические изменения растения, формируются новые органы.

Различают следующие стадии развития: всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение и созревание. Различают три состояния спелости: молочную, восковую и полную.

Из литературных данных известно, что твёрдые сорта пщениц более засухоустойчевее, чем мягкие сорта.

По сведениям М. А. Аманова (1978), Г.К.Қурбонова (2000 г) твёрдые сорта пщениц в основном высеваются в регионах с высокой температурой воздуха и на засушливых площадях Сирии, Марокко, Туркии, Казахстана, Италии, Канады и США [1; с. 91., 2; с. 18–19].

По данным А.Нурбекова (2000 г) известно, что достичь получения стабильного урожая для каждой конкретной зоны можно добится созданием устойчивых сортов к биотическим и абиотическим факторам внешней среды [3; с. 575].

По мнению Н. А. Максимова (1952) и Е. Т. Вареница (1978) в селекционном процессе важно определение корреляционного коэффицента между урожайностью и элементами продуктивности сельско-хозяйственных культур [4; с. 33–34].

20 октября отобранные 24 сорта и линий были высеяны при помощи специальной сеялки из расчёта 4 млн. семян с 2-х кратной повторностью, площадью 5 м 2 . Для полного проростания высеянных семян повелись оросительные мероприятия, через 11–12 дней после орошения семена взошли. По данным фенологических наблюдений проводимого исследования наступление первой фазы развития- всходов пришлось на 1–2 ноября, разница между сортами и линиями незначительна, у 14 образцов наступленгие фазы всходов было отмечено 2 ноября, а у 9 образцов и стандартного сорта Крупинка 1 ноября.

Полный переход в фазу кущение испытуемых образцов конкурсного питомника пришёлся на 2–5 декабря, а с 25 февраля по 9 марта продолжался период фазы выхода в трубку. Переход в фазу выхода в трубку стандартного сорта Крупинка наблюдался 9 марта. Полный переход испытуемых образцов в фазу колошения наблюдался с 3–10 апреля.

Период роста иразвития, биометрические показатели образцов озимой твёрдой пшеницы

Наименование сорта

Всходы, день

Колошение день

Дни до колошения

Полное созревание, день

Дни до созревания

Высота растений, см

Длинна последнего межузлья, см

Длина колоса, см

Кол-во колосков, шт

В ходе исследования наблюдалось, что период до колошения составил от 152–165 дней. День полного созревания испытуемых образцов пришелся на период от 26 мая до 2 июня, полный период вегетации сортов и образцов составил от 203 до 213 дней. Вегетационный период у стандартного сорта Крупинка составил 213 дней (Таблица 1).

Проведение оценочных работ биометрических показателей сортов и образцов пшениц, выращиваемых в поливных условиях, имеет немаловажное значение. В рамках проводимых исследований у испытуемых сортов и образцов были проведены измерения высоты растений, длины последнего междузлья, длины колоса и числа колосков.

В ходе измерительных работ было отмечено, что показатель высоты растений был равен от 70 до 97 см. У 18 образцов показатель высоты был ниже 90 см, а у 7 образцов от 90 до 97 см. У стандартного сорта Крупинка данный показатель составил 80 см.

Показатель длины последнего междузлья варьировался в пределах от 30 до 50 см. У 6 испытуемых образцов показатель длины последнего междоузлья был равен 35 см и ниже, у 7 образцов данный показатель варьировался от 36 до40 см, у 11 образцов данный показатель был равен 41 см и выше.

По итогам результатов проводимых исследований показатель длины колоса изучаемых образцов варьировался в пределах от 5 до 7 см. По итогам измерительных работ определили, что данный показатель стандартного сорта Крупинка был равен 5 см. Показатель длины колоса у 11 испытуемых образцов превысил показатель стандартного сорта Крупинка.

В ходе исследования определили, что показатель числа колосков у испытуемых образцов был приблизительно равен 14-20 шт. У стандартного сорта Крупинка данный показатель составил 18 штук. По итогам проводимых исследований гибридные линии с высокими биометрическими показателями отобраны и предложены в качестве селекционного материала (Таблица 2).

Показатель урожайности стандартного сорта Крупинка составил 70,7 ц/га, а у 15 изучаемых образцов превысил данный показатель. У испытуемых образцов показатель урожайности составил у “Bеrghisуr” 90,36 ц/га, у “Shаbrасh Rеd” 87.6 ц/га, у “Jigéеnji Dех (Lаdу fо thе Rivеr)” 84,1ц/га, у “Wаhа” 81,3 ц/га, у “Оmrаbi5” 77,07 ц/га, у “Iсаqinzеn” 78 ц/га, у “Sуrуорis” 77,7 ц/га, у “Zоuinа Bzаff” 77,6 ц/га, у “Zеinа” 77,06 ц/га, у “Аdnhаm” 76,14 ц/га.

Показатели урожайности икачества зерна образцов озимой твёрдой пшеицы

Наименование сорта

Урожайность, ц/га

Масса 1000 зёрен, гр

Натурный вес зерна, гр/л

Содержание белка,%

Содержание клейковины,%

Стекловидность зерна,%

Крупинка

НСР (0.05)

0,7719

2,84

17,71

2,083

11,33

21,11

СV%

3,97

2,15

5,06

12,9

10,03

Натурный вес зерна имасса 1000 зёрен. Натурный вес зерна является одним показателем, обозначающим крупность и выполненность зерна. Определили, что показатель натурного веса зерна изучаемых образцов варьировался в пределах от 789,7 до 838,6 гр/л. Показатель натурного веса зерна стандартного сорта Крупинка составил 815,5 гр/л, у образца “Jigéеnji Dех” 838,6 гр/л, у образца “Аdnhаm” 830.6 гр/л, у образца “Zоuinа Bzаff” 829.8 гр/л, у образца “Wаhа” 823.9 гр/л, у 12 образцов данный показатель превысил показатель стандартного сорта. Определили, что у 20 образцов данный показатель был выше 800 гр/л.

По результатам анализов показатель массы 1000 зёрен испытуемых сортов составил у стандартного сорта Крупинка 44.07 гр, у всех остальных изучаемых образцов крупность зёрен была выше, чем у стандартного сорта. Из них самый высокий показатель массы 1000 зёрен был у образца “Bеrghisуr” 56.9 грамм. Помимо этого у следующих образцов данный показатель был равен у “Sаhi” 55.28 гр, у “Sуrуорis” 54.73 гр, у “Аzizеrаа” 53.12 гр, у “Fаrkаssеm” 51.92 гр, у “Wаsihun” 51.11 гр, у “Iсаltаgу” 51.6 гр. По итогам результатов 7 образцов показатели натурного веса зерна и масса 1000 зёрен которых превысили показатели стандартного сорта и были предоставлены для использования в качестве селекционного материала (Таблица 2).

Содержание белка и клейковины в составе зерна связано с условиями возделывания, методами применяемой агротехники, сотовыми особенностями и рядом других факторов.

При отборочных работах продуктивных сортов было выявлено, что у стандартного сорта Крупинка показатель содержания белка равен 15.94 %. У большинства изучаемых образцов данный показатель был выше показателя стандартного сорта. У следующих 6 образцов данный показатель был выше показателя стандартного сорта у “Sаhi” 15,99 %, у “Iсаrаshа2” 16,03 %, у “Zаghrаmу” 16,19 %, у “Iсаltаgу” 16,27 %, у “Fаrkаssеm” 16,41 %, у “Bеkhеr” 16,61 %.

Показатель клейковины изучаемых сортов варьировался в пределах от 11.1 % до 31.2 %. Если у стандартного сорта Крупинка данный показатель был равен 27.06 %, определилось, что у 10 изучаемых образцов данный показатель превысил показатель стандартного сорта у “Wаsihun” 27,4 %, у “Zаghrаmу” 27,5 %, у “Iсаrаshа2” 27,5 %, у “Sаhi” 27,9 %, у “Zоuinа Bzаff” 28,4 % у “Wаhа” 28,4 %, у “Оmrаbi5” 29,4 %, у “Sуrуорis” 29,8 %, у “Swаghоst” 30,1 %, у “Miki3” 31,2 %.

Показатель стекловидности изучаемых образцов варьировался в пределах от 55,4 до 95,6 %. Если у стандартного сорта Крупинка данный показатель был равен 70.3 %, у 15 образцов данный показатель превысил показатель стандартного сорта (Таблица 2).

Выводы. Подводя итоги проведённого исследования, можно сказать, что показатель урожайности у 15 из 23 изучаемых образцов превысил данный показатель стандартного сорта. Показатель содержания белка стандартного сорта Крупинка был равен 15.94 %, а у 10 изучаемых образцов был выше, также у 10 испытываемых образцов показатель содержания клейковины превысил показатель стандартного сорта. Образцы, прошедшие отбор, предложены в качестве селекционного материала для следущих этапов селекции.

Основные термины (генерируются автоматически): стандартный сорт, показатель, натурный вес зерна, Крупинка, показатель урожайности, сорт, день, селекционный материал, длина колоса, твердая пшеница.

Цель исследования

Задачи исследования:

– изучить гибриды и потомства в селекционных питомниках и провести отборы из гибридных популяций;

Материалы и методы исследования

Результаты исследования и их обсуждение

Успех всей селекционной работы с пшеницей в огромной степени зависит от объективной оценки селекционного материала. При этом важно, чтобы методы оценки были сравнительно просты, точны и не требовали больших количеств растительного материала, особенно на первых этапах селекции. При селекции пшеницы отдельные признаки оценивают следующими основными методами.

Вегетационный период. Продолжительность фаз развития определяют по полевым фенологическим наблюдениям. Сопоставление подобных наблюдений за ряд лет дает возможность определить влияние погодных условий на рост и развитие селектируемых форм. Иногда с этой целью применяют посевы в различные сроки и по разным предшественникам.

Рис. 12. Кастрация колоса безостой пшеницы.

Урожайность на первых этапах селекционного процесса определяют по продуктивности растений, а на более поздних этапах (селекционный и контрольный питомники, сортоиспытания) — по величине урожая зерна с единицы площади. Раннее введение повторностей, рендомизированное заложение делянок и обработка данных методом дисперсионного анализа обеспечивают высокую достоверность результатов опытов.

При проведении отборов большую роль играет установление соответствующих корреляций между урожайностью и различными признаками, по которым ведется отбор. Например, для условий Краснодара установлена высокая положительная корреляция (r = 72±0,09) между урожайностью озимой пшеницы и весом зерна с одного колоса. Поэтому вес зерна с одного колоса служит здесь основой для отборов.

При селекции короткостебельных сортов с уменьшением длины соломины происходит определенное уменьшение числа листьев, в связи с чем возрастает влияние фотосинтетической активности растения на продуктивность. В этом случае селекционеру может помочь высокая положительная корреляция между активностью фотосинтеза последнего листа и урожаем зерна, установленная Плашоном.При селекции на продуктивность большое значение имеет метод отбора родоначальных растений по мощности корневой системы, предложенный Ф. Г. Кириченко.

Зимостойкость. Наиболее точные данные при оценке этого признака дают полевые оценки и наблюдения. К ним относятся глазомерная оценка перезимовки по шестибалльной шкале, установление процента перезимовавших растений на делянке, взятие 3—5 раз в течение зимы монолитов или проб растений на отращивание, посев перспективных образцов в районах с суровыми зимами. Хорошие результаты дают провокационные методы: создание искусственного бесснежья, ледяной корки и т. п. Кроме того, применяют промораживание образцов в холодильных камерах, вегетационных домиках и на специальных стеллажах, а также косвенные методы — определение накопления и расхода растворимых Сахаров растениями озимой пшеницы в осенне-зимний период, интенсивности синтеза АТФ, концентрации клеточного сока, сухого вещества, содержания аминного азота, обособления цитоплазмы и т. п. Устойчивость к заморозкам определяют после каждого значительного заморозка по четырехбалльной шкале: высокая, средняя, низкая, образец неустойчив.

Засухоустойчивость. Наиболее точные данные можно получить в полевых условиях или при использовании фитотрона. В условиях засухи особое значение имеет определение таких показателей, как завядание растений, выполненность зерна, процент череззерницы, вес 1000 зерен, урожай зерна с делянки. При глазомерной оценке засухоустойчивости ВИР предложил пятибалльную шкалу: очень высокая устойчивость (растения нормально растут), высокая (засохли только нижние листья), средняя (засохли все листья, кроме двух верхних), слабая (сильное угнетение всего растения, все листья завяли), полная гибель.

Хорошие результаты дает метод определения засухоустойчивости по изменению выхода электролитов из погруженных в воду завядающих листьев. Коэффициент корреляции (r) между оценкой засухоустойчивости этим методом и полевыми наблюдениями достаточно высок ( + 0,73).

Устойчивость к болезням и вредителям. Проводят прямые оценки селекционного материала в полевых условиях. Устойчивость к мучнистой росе определяют в период выход в трубку — колошение; к желтой и бурой ржавчине дважды: первый раз в фазе колошения, второй — в фазе молочной спелости; к гельминтоспорозу — в период от выколашивания до молочной спелости в зависимости от степени развития заболевания; устойчивость к пыльной головне — сразу после выколашивания, а к твердой головне — в период от молочной до восковой спелости по числу пораженных колосьев. Для определения степени устойчивости к некоторым болезням проводят как глазомерные оценки в баллах, так и количественный учет (например, процент, поверхности листьев, пораженной ржавчиной, и т. п.).

Устойчивость к вредителям определяют в основном по проценту пораженных растений. Важно использовать при отборах на устойчивость к вредителям и косвенные признаки. Например, установлено, что гессенской мухой меньше поражаются растения с вертикальным расположением пластинки листа, плотно прилегающим влагалищем и низким содержанием гемицеллюлозы.

Практикуется также посев перспективных форм на провокационных фонах в условиях искусственного заражения. В этом случае чрезвычайно важно определить расовый состав паразита в данной зоне и точно идентифицировать сорта по устойчивости к той или иной расе.

Устойчивость к полеганию и осыпанию. Устойчивость к полеганию определяют глазомерно по пятибалльной шкале, как правило, в два срока: когда отмечено полегание отдельных сортов и перед уборкой.

Повышенные дозы азотных удобрений и полив способствуют выявлению неустойчивых к полеганию форм. Показано, что более устойчивы к полеганию формы с большим числом вторичных узловых корней и сильным одревеснением механических тканей. Устойчивость к осыпанию определяют при перестое па корню.

Химико-технологические качества зерна. В настоящее время разработано большое число микрометодов, позволяющих селекционеру уже на первых этапах селекционного процесса получать достоверную информацию о качестве зерна, произведенных им отборов, например метод седиментации, метод микровыпечек, положительная корреляция между натурой и мукомольными качествами (r = 0,7) и т. п. Не следует пренебрегать и глазомерными оценками. Например, стекловидность зерна твердых пшениц положительно коррелирует с его макаронными качествами. Наряду с этим большое значение для эффективности селекционной работы приобретает четкая система оценок для каждого из питомников. Такая поэтапная система оценки зерна разработана во Всесоюзном селекционно-генетическом институте и состоит из следующих звеньев.

Для мягкой пшеницы:

- в гибридном и селекционном питомниках оценивают внешний вид зерна, определяют вес 1000 зерен, содержание протеина в зерне и показатели седиментации;

- в контрольном питомнике и предварительном сортоиспытании наряду с перечисленными выше оценками определяют натурный вес, содержание клейковины в муке, количество 2—3 незаменимых аминокислот, реологические свойства теста на альвеографе или экстенсографе; проводят пробные выпечки с сахаром и броматом;

- в конкурсном сортоиспытании дают наиболее полную оценку качества зерна в технологической лаборатории. Если сортоиспытание проводится на различных фонах и по разным предшественникам (что очень желательно), то наибольшую ценность представляет выделение сортов, которые при посеве на бедных фонах в меньшей степени снижают качество зерна и хорошо реагируют на внесение различных доз азота.

Для твердой пшеницы:

- в гибридном и селекционном питомниках оценивают внешний вид зерна и его стекловидность, определяют содержание протеина и желтых пигментов; последнему показателю придается особое значение, так как отечественные сорта твердой пшеницы по содержанию желтых пигментов уступают зарубежным;

- в контрольном питомнике и предварительном сортоиспытании к оценкам первого этапа прибавляются определение натурного веса, содержание в зерне клейковины и реологические свойства теста из макаронной крупки по методу А. А. Созинова и О. Л. Шкуратовой;

- в конкурсном сортоиспытании к названным выше анализам добавляется изготовление макарон и их оценка по разваримости, прочности и содержанию желтых пигментов.

Содержание незаменимых аминокислот определяют методом бумажной хроматографии или на аминокислотных анализаторах.

Методика отдельных оценок достаточно полно описана в руководствах по общей селекции и в специальных инструкциях.

Читайте также: