Селекция на зимостойкость озимой пшеницы

Обновлено: 18.09.2024

Пшеница — важнейшая продовольственная культура. Одним из главных резервов увеличения производства зерна озимой пшеницы определено внедрение высокопродуктивных сортов. Засухи заставляют обратить пристальное внимание на озимые культуры и расширение их посевных площадей — важный резерв увеличения производства зерна. Сейчас в каждом хозяйстве ищут способы получения стабильно высоких урожаев озимых, снижения их зависимости от погодно-климатических условий при минимальных затратах на производство. Эта задача может быть успешно решена только за счет широкого применения методов биотехнологии.

Ключевые слова: вымокание, выпревание, морозостойкость, трансгрессивная, интрогрессивная форма

Wheat is the most important food crop.The study chief provisions are that to increase winter wheat production and determine the implementation of highly productive varieties.Droughts forced are paid careful attention to winter crops and expanding of their crop areas which is an important reserve for increasing of crop production.Right now each sector are looking ways to produce consistently high yields of winter crops, decreasing of climatic conditions on which they depend are minimum cost for the production.These objectives are may be only successfully solving way for the wide using of biotechnology methods.

Keywords: water logging (irrigation), damping of, frost resistance, transgressive, introgressive form

Для полной реализации характеристики сорта, его урожайности и качества зерна необходимо создавать условия выращивания и применение биопрепаратов которые способствуют эффективному выявлению его генетического потенциала. Еще больше возрастает роль сорта при высоком уровне других элементов технологии (защита растений, удобрения, подготовка почвы). В этих условиях введение новых интенсивных сортов увеличивает урожайность на 25–40 %. Озимая пшеница реагирует на температуру не только во время активной вегетации, но и в течение зимнего и ранне-весеннего периодов. Морозостойкость в значительной степени определяет устойчивость растений не только против низких температур, но и против других неблагоприятных факторов перезимовки — ледяной притертой корки, вымокания, выпревания и др. С морозостойкостью сорта связана эффективность использования растениями факторов внешней среды, особенно в годы с неблагоприятной перезимовкой.

В условиях реформирования сельскохозяйственного производства роль сорта и высококачественных семян как факторов производства возрастает. Прежде всего, внедрение в производство нового сорта остаётся наиболее дешевым приёмом повышения продуктивности пашни. История развития селекции и биотехнологии озимой мягкой пшеницы на юге Казахстане только за счет селекции и биотехнологии новых сортов, увеличилась, по сравнению с первыми селекционными сортами, более чем в 2,5 раза (с 24,6–27,3 ц/га до 47,5–67,4 ц/га).

Обсуждаются результаты использования применение биопрепаратов, внутривидовой и межродовой гибридизации в селекции и биотехнологии озимой мягкой пшеницы. Показана возможность использования озимых гексаплоидных тритикале в рекомбинационной селекции и биотехнологии озимой мягкой пшеницы. Рассматриваются неограниченные возможности генетической рекомбинации при внутривидовых и межвидовых скрещиваниях.

Получены трансгрессивные и интрогрессивные формы озимой мягкой пшеницы, превышающие стандартные сорта по урожайности, устойчивости к основным фитозаболеваниям и другим хозяйственно важным признакам и свойствам.

Цель и основные исследований.

Основная цель проведенных исследований — изучение и оценка по признакам морозостойкости, скороспелости новых сортов, линии озимой мягкой пшеницы селекции и применение биопрепаратов.Основными проблемами при возделывании применение биопрепаратовновых сортов озимой мягкой пшеницы являются, прохождение осенней вегетации и перезимовка в осенний и ранневесенний периоды ТОО КазНИИЗиР.

– создать новый исходный материал F1, путем внутривидовой гибридизации морозоустойчивых и скороспелых сортов и линии озимой мягкой пшеницы;

– изучить новые сорта и константные линии озимой мягкой пшеницы на морозостойкость и скороспелость;

– провести оценку новых сортов и константных линии озимой мягкой пшеницы на морозостойкость и скороспелость;

– обеспечить полноценную подготовку семян для получения дружных, здоровых всходов и развития мощной корневой системы, за счет обработки семян биопрепаратами:

– 1-я обработка изучить Фитоспорин-МЖ Экстра (1 л/т) + Гуми -20М NPK 1:1,5:1 + МЭ (0,2 л/т) + системный протравитель (0,5–1 нормы);

– 2-я обработка за 2–3 недели до устойчивого мороза Фитоспорин –М ОСЕННИЙ NPK (1л/га) или Бионекс-Кеми Растворимый Осенний (3 кг/га);

– 3-я обработка определить ранневесенняя обработка Фитоспорин-М Экстра (1 л/га) + Гуми-20М БОГАТЫЙ 5:6:9 (1 л/га) + Бионекс-Кеми 40:0:0+0,7 (3 кг/га) +гербицид

Результаты а исследовании.

Рабата проводилась в текущем году в отделе зерновых культур Казахского научно-исследовательского института земледелия и растениеводства.

Основная цель и задачи проведенных исследований — изучение и оценка по признакам морозостойкости и скороспелости новых сортов и линии озимой мягкой пшеницы селекции, применение биотехнологии АВЗ на озимых зерновых способствует стимуляции роста и развития, лучшей перезимовки растений, увеличению урожайности на 15–35 % и повышению устойчивости к грибным и бактериальным болезням. Биологическая эффективность применения Фитоспорин-МЖ при обработке семян ТОО КазНИИЗиР. Определить метод внутривидовой гибридизации, создать новый исходный материал F1, путем внутривидовой гибридизации морозоустойчивых и скороспелых сортов и линии озимой мягкой пшеницы и метод индивидуального отбора сортов озимой мягкой пшеницы, определить новые сорта и константные линии озимой мягкой пшеницы на морозостойкость и скороспелость, провести оценку новых сортов и константных линии озимой мягкой пшеницы на морозостойкость и скороспелость.

Изучить биотехнологии (АВЗ) на сортов озимой мягкой пшеницы включают в себя предпосевную обработку семян и обработки по вегетации, что обеспечивает прибавку урожая сортов озимой мягкой пшеницы до 38 %, полную экологическую систему защиты растений от семян до уборки урожая и сбалансированное питание макро- и микроэлементами в полимернохелатной форме. Биотехнология АВЗ предусматривает бесперебойное обеспечение растений макро- и микроэлементами, вспомогательными продуктами (аминокислоты, стимуляторы роста и т. д.) и биофунгицидами в нужное время, в необходимом количестве.

Улучшая условия прохождения той или иной фазы с помощью обработки семян и некорневых подкормок, повышая иммунитет к заболеваниям и вредителям, мы сохраняем активную корневую систему продуктивные побеги, ассимилирующие поверхность, и обеспечиваем полноценный налив зерна, высокого урожая.

Материалы и методы исследования:

Будут изучены новые сорта (Алатау, Казахстан 16, Тәлімі -2014, Мамыр, Динара) и константные линии (из конкурсного сортоиспытания 15 линии) озимой мягкой пшеницы селекции и обработки семян биопрепаратами 1-я обработка изучить Фитоспорин-МЖ Экстра (1 л/т) + Гуми -20М NPK 1:1,5:1 + МЭ (0,2 л/т) + системный протравитель (0,5–1 нормы);

– 3-я обработка определить ранневесенняя обработка Фитоспорин-М Экстра (1 л/га) + Гуми-20М БОГАТЫЙ 5:6:9 (1 л/га) + Бионекс-Кеми 40:0:0+0,7 (3 кг/га) +гербицид ТОО КазНИИЗиР.

Основным методом в создании сортов является межвидовая, внутривидо-вая гибридизация по Борлаугу (в модификации Р. А. Уразалиева и О. Ш. Шегебаева) в сочетании с многолетним пересевом F₃-F_10. Закладка опытов, учеты и наблюдения проведены согласно методическим разработкам и указаниям Всесоюзного НИИ растениеводства им. Н. И. Вавилова по изучению зерновых культур, методики государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур.

Учет урожая пшеницы проводится поделяночно. Определение структуры урожая и биометрических показателей пшеницы проводится по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Засуха-, жаро-, соле- и морозоустойчивости определяли методикой диагностики устойчивости растений. Для установления физиологической характеристики морозостойкости корневой системы отдельных сортов озимой пшеницы, проводится замораживания путем пропускания вегетационных сосудов с растениями через холодильные камеры при низких температурах: — 12, — 14, — 16 и — 18 о С в течение 24 часов. После этого посуду помещают в теплицу для выращивания. Для выяснения характера повреждения проверяется состояние корневой системы. Обработка семян закладывает основу для получения, обеспечивая высокого урожаяю.

По биотехнологическим методом период применения обеспечить полноценную обработка семян и подготовку семян для получения дружных, здоровых всходов и развития мощной корневой системы. За счет обработки семян биопрепаратами Фитоспорин МЖ Экстра (1,0 л/т)+Гуми-20М NPK 1:1,5:1+МЭ (0,2 л/т)+ системный протравитель (0,5–1 нормы);

Повысить зимостойкость озимых культур и обеспечить защиту их от болезней в осенний и ранневесенний периоды вегетации за счет осенней обработки посевов озимых баковой смесью препаратов Фитоспорин — М ОСЕННИЙ NPK (1 л/га) или Бионекс-Кеми Растворимый Осенний (3 кг/га), Фитоспорин-М Экстра (1 л/га) + Гуми-20М БОГАТЫЙ 5:6:9 (1 л/га) + Бионекс-Кеми 40:0:0+0,7 (3 кг/га) +гербицид в фазу осеннего кущения, или за 2–3 недели до установления устойчивых холодов.

Основными проблемами при возделывании сортов озимой пшеницы являются прохождение осенней вегетации и перезимовка в осенний и ранневесенний периоды. Поэтому для получения успешных результатов в возделывании сортов озимой пшеницы.

Описание изучаемых сортов и сортообразцов.

Сорт: Алатау создан методом внутривидовой гибридизации и последующий индивидуальный отбор из гибридной популяции Г-1722–125п х Юбиляр. Разновидность: Ваrbarossa (барбаросса). Колос призматический, красный, средней длины 8–9 см, средней плотности 18–19 колосьев на 10 см. Ости красные, длиной 7–8 см, слегка согнутые. Колосковая чешуя средней величины (0,85–0,9 см. Зерно среднее, с неглубокой бороздкой, основание опушенное, массе 1000 зерен 38,0грамм.

Средняя урожайность на богарном стационаре КазНИИЗиР за 2006–2008 гг. составила 27,0 ц/га, превысив стандарт Стекловидная 24 на 6,9 ц/га. Допущен к использованию с 2011 г.

Иммунологической оценке по озимой мягкой пшенице.

По иммунологической оценке по озимой мягкой пшенице был показательным по поражаемостью ржавчинными заболеваниями, по желтой и бурой ржавчине балл поражения составлял от 3/30 до 4/80 (таблица 1).

Иммунологическая характеристика сортообразцов озимой мягкой пшеницы (данные лаб. иммунитета изашиты растений КазНИИЗиР)

В условиях России селекция на зимостойкость является основным условием для культуры озимой пшеницы. Наличный ассортимент пшениц, включая наши лучшие государственные стандарты, не может считаться вполне удовлетворительным, хотя и является в этом отношении более ценным, чем западноевропейские формы.

Гибель пшеницы зимой происходит от разных причин: от низких температур, от действия ледяной корки, от вымокания, от застоя воды и других факторов. Хотя агротехнические мероприятия, как культура в бороздах, задержание снега, хорошая обработка, применение удобрений, весьма существенны в борьбе с гибелью озимых пшениц, в то же время решающая роль в этом отношении принадлежит сорту. Во всяком случае, значение сорта в борьбе за -зимостойкость пшеницы является исключительно большим.

Можно отметить некоторую географическую правильность в причинах, обусловливающих гибель посевов озимых пшениц. В Поволжье главным образом губительна зимой -низкая температура при недостаточности снегового покрова. На Украине и Северном Кавказе озимые пшеницы подвержены вымерзанию от низких температур, но также гибнут и при менее низких температурах, главным образом в результате ослабления растений от оттепелей, ледяных корок и выпреваний. При этом нередко на пострадавшие -зимой посевы губительно действует также ранняя засуха, когда корни, находящиеся в холодных слоях почвы, еще недостаточно подают воды к листьям, начавшим вегетировать. В северных, западных и центральных районах европейской части Советского Союза озимые пшеницы страдают от застоя воды под глубоким снеговым покровом. В последнем случае нередко озимые пшеницы поражаются снежной плесенью Fusarium nivale.-

Для разных районов типы зимостойкости должны быть различны. Для Поволжья необходимо отобрать наиболее морозостойкие формы. Для Украины, Северного Кавказа необходимо уделить внимание выведению рас пшеницы, которые были бы устойчивы к колебаниям зимних и весенних температур. Для севера приходится селектировать пшеницу, устойчивую к застою воды и глубокому и длительному снеговому покрову.

В условиях Соединенных Штатов географическая дифференциация причин гибели озимых проявлена чрезвычайно резко и положена в основу практической селекции.

Представлены результаты (1985-2018 гг.) селекции озимой пшеницы на Дону с использованием трансгрессивной изменчивости в условиях черноземной степи с частыми морозами, недостаточным и неустойчивым увлажнением по годам. Технология селекции была общепринятой. Использовали педигри и балк-метод. Новым при закладке селекционного питомника был посев до 45 тыс. необмолоченными колосьями сконструированной сажалкой (чтобы исключить засорение при обмолоте колосьев), определение морозостойкости растений, прошедших закалку в поле в пучках, помещенных в полиэтиленовые пакеты в камеру низких температур, а также их жизнеспособности за трое суток после промораживания донским методом. Проанализирован большой объем исследований (более 11000 популяций): от F₁ до окончания формообразования каждой. Подтверждено, что трансгрессия как итог рекомбинации наблюдается у популяций, родители которых не имеют крайней выраженности признака. Установлено, что популяции должны быть гетерогенными с продолжительным формообразованием. Это происходит в условиях, когда у их родителей очень мало общих генов и нет ограничения на рекомбинацию из-за очень больших различий компонентов. При наличии в F₁ сверхдоминирования признака у многих изучаемых популяций можно прогнозировать появление трансгрессий (в нашем случае-– по морозостойкости и продуктивности) с частотой в среднем 0,25-4,36%. При неполном и полном доминировании признака лучшего родителя, превышении его у родителей в F₂ в среднем по популяции, промежуточном наследовании признаков в F₂ они также возможны, но на порядок меньше, чем при сверхдоминировании. Этому должен сопутствовать больший объем проработки селекционного материала на первых этапах и наличие стрессов различного характера. Из 38 сортов, которые в разное время включили в Госреестр России, 29 были трансгрессивными рекомбинантами по зимостойкости и продуктивности. Все они выдерживают -18 о С на узле кущения.

Ключевые слова

Полный текст

Несмотря на общую тенденцию к потеплению климата, актуальна проблема сохранения морозостойкости у создаваемых новых сортов на уровне существующих коммерческих. Среди селекционеров укоренилось однозначное суждение о выведении таких генотипов только путем привлечения в скрещивания высокоморозостойких родителей [1-4 и др.]. При этом ряд исследователей [5,6 и др.] при изучении реципрокных популяций обнаружил положительное влияние высокозимостойкого компонента комбинации у гибридов F₁, другие отрицали воздействие материнской цитоплазмы на морозостойкость гибридов [7, 8 и др.]. Не было выделено рекордно зимостойких форм и при использовании обоих родительских генотипов с крайне высокой выраженностью признака [5,7 и др.]. Положительные трансгрессии по зимостойкости и продуктивности наблюдал Nilsson-Ehle H. (1912), при гибридизации эколого-географически отделенных генотипов это отмечали многие другие исследователи [6-9 и др.]. Имеются данные о достаточно редком проявлении трансгрессий при скрещивании родителя с максимальным значением признака с компонентом со средней его выраженностью [10, 11 др.]. В то же время показано, что при использовании обоих среднеморозостойких продуктивных сортов у гетерогенных популяций с продолжительным во времени формообразованием при давлении условий среды появляются плюстрансгрессии качественного и количественного характера, часто с выраженностью качественных признаков, близких к максимальным [12]. Однако существует мнение о случайности проявления трансгрессий и только по ряду признаков [2, 13 и др.], поэтому нельзя прогнозировать их появление по селекционной ценности ранних поколений [14]. В то же время наши многолетние данные (1985-2018) свидетельствуют о такой возможности, что и послужило целью нашей публикации.

Результаты и обсуждение. Заняться этой проблемой нас побудила суровая зима 1972 г., когда температура на глубине узла кущения озимых культур доходила до -20 о С. Выжили единичные линии. Вопреки общепринятым суждениям родители у одной из них были среднезимостойкими. У линии СД 229/72 сохранилось 73,2% растений, у родителей Мироновской юбилейной – 49,5, у Ростовчанки – 46. Трансгрессия одновременно проявилась и по урожайности (за счет большей массы зерна/растение, уборочного индекса и продуктивного кущения). Линия была названа Тарасовская 29 и находилась в производстве 20 лет.

Эта особенность при селекции на морозостойкость способствовала систематическим исследованиям с использованием сотен слабо,- средне- и высокозимостойких родителей. За 1985- 2018 гг. были изучены 11550 популяций от F₁ до окончания у них формообразования. Комбинации выполняли по разным, часто реципрокным, схемам: высокозимостойкий (в/з) родитель х в/з, в/з х среднезимостойкий (ср/з), в/з х слабозимостойкий (сл/з) и ср/з х ср/з. При использовании в популяциях только высокозимостойких родителей или слабозимостойких х высокозимостойкие (реципрокно) трансгрессий по морозостойкости не было. Комбинации со схемами в/з х ср/з и ср/з х ср/з оказались перспективными. При их изучении выявили определенную закономерность (табл.1).

Табл. 1. Особенности распределения степени трансгрессии по зимостойкости, среднее за 1985-2000 гг.

Украинские аграрии на себе почувствовали глобальное изменение климата. Смещение климатических зон на север и запад, бесснежная зима, катастрофические жара и засуха, большой перепад между дневными и ночными температурами, увеличение числа опасных погодных явлений, которые ранее были редкостью, — это все постепенно становится нормой для Украины.

Адаптация растений к изменениям климата

Продовольственная безопасность в долгосрочной перспективе будет зависеть от того, как удастся адаптировать к новым погодным условиям сельское хозяйство. Поскольку проблемы климатических изменений приобретают все большее распространение, то на сегодняшний день среди аграриев востребованными являются стойкие, климатически стабильные, стрессоустойчивые сорта и гибриды .

Селекция и постоянное развитие данного направления являются одним из ключевых для SAATBAU . Так, в соответствии с требованиями климата родился бренд KLIMAFIT. Он включает в себя сорта и гибриды, которые показывают высокую производительность даже в экстремальных условиях выращивания, имеют мощную регенерационную способность, генетически закрепленные показатели, позволяющие нивелировать стрессовые ситуации у растений.

Где ведется селекция зерновых?

SAATBAU уделяет большое внимание селекции зерновых, поэтому каждый год портфолио пополняется новыми высокоурожайными сортами. Для качественного подбора сортового материала селекция зерновых осуществляется в засушливых регионах в Австрии, Турции, а также в Юго-Восточной Европе — Венгрии, Румынии, Словакии, Сербии. Именно поэтому посевной материал имеет высокую засухо-, тепло- и зимостойкость. Параллельно ведется работа над отбором сортов с низкой устойчивостью к поражению мучнистой росой, фузариозом, бурой и желтой ржавчиной.

Новинки озимой пшеницы

В этом году в портфолио появились две высокоурожайные новинки озимой пшеницы — АУРЕЛИУС (среднеранний) и АКТИВУС (раннеспелый).

АУРЕЛИУС — один из самых известных сортов качественной озимой пшеницы в Европе. В этом году будет доступен к продаже в Украине. По показателям качества зерна и урожайности — лидер среди австрийских сортов качественной пшеницы. Отличается высоким качеством зерна, стойкостью к мучнистой росе, бурой и желтой ржавчине. Имеет увеличенный постфлоральный период и поэтому относится к среднераннему типу спелости. Длительная фаза налива позволяет сформировать хорошо наполненные зерна с высоким натурным весом. Благодаря высокому общему выходу муки сорт ценится в мукомольной промышленности. Помимо этого, АУРЕЛИУС можно использовать в органическом земледелии. Он имеет высокое качество и отличное здоровье листьев. Все сложные погодные условия, в том числе весенние заморозки, переносит хорошо и быстро восстанавливает развитие. Именно поэтому данный сорт позиционируется под брендом KLIMAFIT.

Также в портфеле компании есть уже хорошо известные сорта пшеницы. Это раннеспелый сорт БАЛИТУС с высоким качеством зерна и зимостойкостью, а также раннеспелый АМАНДУС и среднеспелый АНГЕЛУС , устойчивые к мучнистой росе, септориозу листьев, хорошо сбалансированные по урожайности и качеству зерна. ФАУНУС , ФАБИУС и ДОМИНИКУС — сорта с высокой зернистостью колоса и стабильным потенциалом урожайности.

Помимо мягких сортов в нашем портфолио есть сорт твердой пшеницы — ЛУПИДУР . Он позволяет получать высокие урожаи даже при сложных почвенно-климатических условиях. Сорт зимостойкий, формирует зерно с высоким содержанием клейковины, толерантен к фузариозу колоса. По качественным характеристикам подходит для производства макарон. Стекловидность — более 80%, а содержание каратиноидного пигмента — более 7 мг/кг.

Устойчивый к вирусам озимый ячмень

При выборе селекции озимого ячменя для SAATBAU важны не только стабильная урожайность и высокое качество зерна, но и устойчивость к стрессам и болезням. В частности, все сорта озимого ячменя, а их в портфолио пять, имеют высокий уровень генетической устойчивости к вирусу желтой мозаики, который передается через почву и переносится грибами Polymyxa grаminis, и вирусу желтой карликовости ячменя, который переносит тля.

Сорта похожи между собой тем, что вырастают до 60-70 см. К раннеспелым относятся: ХАЙДИ (6-рядный колос, высокое качество зерна и повышенная стойкость к мучнистой росе и ржавчине листьев), КАРМИНА (6-рядный колос, зимо- и засухоустойчивый, стойкий к основным грибковым болезням). Среднеранние сорта — МАРИССА (6-рядный колос, зимостойкий, повышенная стойкость к грибковым заболеваниям), ХАННЕЛОРЕ (2-рядный колос, высокое качество зерна, стойкость к ломкости колоса).

Пивоваренный сорт МОНРО также среднеранний, имеет высокое качество солода, повышенную стойкость к ринхоспориозу, засухоустойчивый. Пользуется большим спросом в пивоваренной отрасли Европы. Прекрасно реализует свой потенциал в засушливых условиях как фуражный сорт (экстракт — 82,6%, диастатическая сила — 349).

Стойкость к стрессам

Селекционная программа озимого рапса SAATBAU довольно молодая. Первые скрещивания были проведены в 1997 году на селекционной станции в Рейхерсберге (Австрия). Основной целью на тот момент была разработка сортов и гибридов для фермеров Австрии и восточноевропейских стран. Сегодня благодаря собственному генофонду и работе селекционеров ведутся работы по получению морозо- и засухоустойчивых гибридов озимого рапса с высокой генетической устойчивостью к болезням, стрессам.

Линейка озимого рапса представлена четырьмя гибридами. Это раннеспелые КЛАРУС и ТОРОНТО . Они имеют высокую зимостойкость, устойчивы к основным болезням и подходят для позднего высевания. МЕМФИС и ГРАФ — среднеранние сорта с отличной адаптивностью к стрессовым факторам, повышенной толерантностью к фомозу и склеротиниозу, засухо- и морозоустойчивые.

Селекция SAATBAU уже много лет ассоциируется с надежностью и стабильностью. Наша главная цель — обеспечить агропроизводителя семенным материалом, который будет отвечать его потребностям, независимо от того, ведет он обычное или органическое земледелие.

Дізнавайтесь першими найсвіжіші новини агробізнесу України на нашій сторінці в Facebook, каналі у Telegram, завантажуйте додаток у AppStore, підписуйтесь на нас у Instagram или на нашу розсилку.

Читайте также: