CC BY
90
УДК 633.111:631.526
ЭЛЕМЕНТЫ СТРУКТУРЫ УРОЖАЙНОСТИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ СОРТООБРАЗЦОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
А. В. ДРОБЫШ, Г. И. ТАРАНУХО
УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», г. Горки, Могилевская область, Беларусь, 213407
(Поступила в редакцию 12.09.2017)
В статье приведены результаты исследований сортообразцов озимой мягкой пшеницы в контрольном питомнике и конкурсном испытании в течение 2011-2016 гг. Изучались такие показатели как высота растений, количество растений сохранившихся к уборке на 1 м2, продуктивная кустистость, количество продуктивных стеблей на 1 м2, количество зерен в колосе, масса зерна с колоса, масса 1000 зерен, биологическая и фактическая урожайность. В контрольном питомнике выделены наиболее ценные по семенной продуктивности и элементам структуры урожайности номера для дальнейшего их использования в комплексных исследованиях по полной схеме селекционного процесса. В результате конкурсного испытания были выделены наиболее перспективные сортообразцы, способные формировать посевы с урожайностью 90 ц/га, характеризующиеся стабильностью показателей элементов структуры урожайности по годам исследований. При изучении продуктивности зерна с одного растения, можно отметить, что 66,6 % исследуемых сортообразцов способны формировать более 3 грамм зерна, при этом биологическая урожайность данных вариантов находилась на уровне 706-966 г/м2. Максимальная биологическая урожайность в среднем за три года конкурсного испытания была отмечена у сортообразца К1190-5, которая составила 966 г/м2. В результате исследований сортообразцы К1190-5, К1338-1 и К1257-4 были выделены как наиболее продуктивные и стабильные, способные давать высокие урожаи зерновой массы, данные сортообразцы, находятся на стадии предварительного размножения и подготовки к передаче в Государственное испытание.
Ключевые слова: перспективные сортообразцы, озимая мягкая пшеница, биологическая урожайность.
The article presents results of research into variety samples of soft winter wheat in the control nursery and competitive test during 2011-2016. We studied such parameters as plant height, the number of plants preserved for harvesting per 1 m2, productive bushiness, the number ofproductive stems per 1 m2, the number of grains in the ear, the weight of grain from the ear, the weight of 1000 grains, biological and actual yields. In the control nursery, we selected the most valuable varieties according to seed productivity and elements ofproductivity structure for their further use in complex studies according to the full scheme of the breeding process. As a result of the competitive trial, the most promising varieties were identified, capable offorming crops with a yield of 9 t per hectare, characterized by the stability of indicators ofproductivity structure elements according to the years of research. When studying the productivity of grain from one plant, it can be noted that 66.6% of the investigated varieties are able to form more than 3 grams of grain, while the biological yield of these options was at the level of 706-966 g / m2. The maximum biological yield on average for three years of the competitive trial was noted in the variety K1190-5, which was 966 g / m2. As a result of the research, varieties K1190-5, K1338-1 and K1257-4 were identified as the most productive and stable, capable of producing high yields of grain mass. These varieties are at the stage ofpre-breeding and preparation for transfer to the State Test.
Key words: promising variety samples, soft winter wheat, biological yield.
Введение
Для дальнейшего роста урожая сортов озимой пшеницы необходимо знать причинные связи между отдельными элементами структуры урожайности, так как успехи селекции будут в значительной мере зависеть от знания закономерностей формирования урожая. Структуризация показателя урожайности на составляющие ее компоненты обусловлена тем, что каждый из них дифференцированно отзывается на отбор и факторы внешней среды. Каждый из компонентов на ранних стадиях онтогенеза растений может варьировать в разной степени. Причем на одни признаки урожайности оказывают влияние погодные условия, а на другие - место произрастания [2, 4, 8].
Поскольку урожайность слагается из многих ее компонентов, в ускорении селекционного процесса важное значение имеют более стабильные признаки. Отбор на высокую урожайность должен вестись по тем компонентам, изменчивость которых минимальна. Надо учитывать и то, что сортовые особенности формирования урожая для каждого конкретного сорта остаются неизменными, независимо от погодно-климатических условий и агротехники выращивания. Изменяются только абсолютные значения элементов структуры урожайности [3, 1].
Увеличение урожайности должно идти двумя основными путями: повышение индекса урожайности и увеличение общей фотосинтезирующей биомассы на единицу площади.
Последние направления селекции на продуктивность зерновых культур были связаны со снижением высоты растений и с сокращением длины колеоптиле, что способствовало увеличению индекса урожайности и адаптации новых сортов к высоким дозам удобрений [7]. Дальнейшее увеличение продуктивности зерновых культур за счет индекса урожайности ограничено, и в связи с этим больше внимания должно быть уделено повышению биомассы растений, т. е. интенсивности и величине чистого фотосинтеза. У большинства современных сортов преимущество в урожайности обеспечивается за счет высокой озерненности колоса и хорошей продуктивной кустистости. Но большинство механизмов повышения продуктивности растений до сих пор до конца не изучены и требуют дальнейших исследований [6, 9].
Целью наших исследований являлось изучение элементов продуктивности образцов озимой пшеницы и сравнение их с сортом стандартом, в качестве которого использовался сорт белорусской селекции Капылянка.
Основная часть
В наших опытах изучались образцы, полученные в НПЦ НАН Беларуси по земледелию различными методами, в том числе методами гибридизации и внутрисортового отбора. Полевые исследования производились на опытном поле кафедры селекции и генетики БГСХА. Почва опытных участков дерново-подзолистая, развивающаяся на лессовидном суглинке, подстилаемом мореной. Глубина пахотного слоя 20-22 см. Содержание гумуса в почве 1,52-1,81 %. Подвижных форм фосфора 180190 мг/кг почвы, калия 152-176 мг/кг почвы. Степень насыщенности основаниями - 73,9-85,2. Реакция почвенной среды слабокислая (рНщ - 5,6-6,1). Учетная площадь делянки 5 м2, общая 7 м2. Сорта размещались в два яруса, повторность четырехкратная [5].
Метеорологические условия в годы проведения исследований значительно отличались по температуре воздуха и количеству атмосферных осадков как между собой, так и от средних многолетних данных, что способствовало объективной оценке изучаемого селекционного материала.
В период вегетации проводился необходимый уход и всесторонняя оценка испытуемых образцов, в частности определялись такие показатели, как полевая всхожесть, которая определялась путем подсчета взошедших растений и выражалась в процентах по отношению к высеянным семенам, сохранность растений к уборке - подсчитывалась по количеству сохранившихся растений к уборке от числа взошедших. Элементы структуры урожайности определялись перед уборкой методом пробного снопа, состоящего из 20-ти растений характерных для образца. Учитывали высоту растения, продуктивную кустистость, длину колоса, количество семян в колосе, массу зерна с колоса. Массу 1000 семян определяли путем взвешивания в лаборатории.
Уборка проводилась механизированно. Урожайность определялась путем взвешивания убранного с учетной делянки, очищенного и доведенного до стандартной влажности зерна.
Таблица 1. Характеристика номеров озимой пшеницы в контрольном питомнике, 2012-2013 гг.
№ п.п. Номера Высота растений, см Количество растений, шт./м2 Продуктивных стеблей, шт./м2 Зерен в колосе Масса 1000 зерен, г. Урожайность,
шт. г. г./м2 +/- к st
1 Капылянка, st 112 247 520 35,6 1,29 36,4 618 st
2 К1313-1 81 225 552 41,0 1,39 34,1 735 117
3 К1190-5 84 267 640 43,6 1,51 34,8 912 294
4 К1177-3 99 274 479 50,5 1,69 33,6 760 142
5 К1317-1 86 259 494 41,6 1,46 35,2 680 62
6 К1210-1 83 249 562 40,8 1,35 33,0 709 91
7 К1329-1 83 277 568 43,1 1,51 35,0 799 181
8 К1120-3 80 253 489 42,9 1,52 35,5 703 85
9 К1319-1 80 250 503 41,0 1,47 35,9 688 70
10 К1338-1 83 242 543 47,9 1,51 31,6 857 239
11 К1257-4 85 285 670 41,9 1,36 32,5 847 229
12 К1209-2 82 234 550 37,9 1,37 36,2 721 103
Среднее 86 255 547 42,3 1,45 34,5 764 146
Коэффициент вариации, С„, % 9,5 8,0 11,5 9,5 8,5 5,8 11,0
НСР05 2012 89,3
2013 111,6
В 2012-2013 гг. контрольный питомник включал 11 номеров. Высота растений пшеницы может колебаться в пределах от 30 до 150 см. Существует следующая классификация сортов озимой пшеницы по высоте растений: свыше 120 см - высокорослые, 120-105 см - среднерослые, 105-85 см - ко-роткостебельные (1 ген короткостебельности Dw1), 85-60 см - полукарлики (2 гена короткостебель-ности Dw2) и менее 60 см - карлики (3 гена короткостебельности Dw3). Большинство изучаемых но-меро относилось к группе полукарликов, их количество составило 75 %, 16,6 %, они представлены низкорослыми растениями и сорт-стандарт Капылянка (8,4 %) относится к среднерослым сортам.
Количество растений, сохранившихся к уборке на единице площади, является основным показателем в структуре урожайности. В наших исследованиях данный показатель варьировал в пределах от 225 до 285 растений с метра квадратного. Лучшими по данному признаку оказались варианты К1177-3, К1329-1 и К1257-4, превысившие стандарт на 27, 30 и 38 растений соответственно.
Общеизвестным фактом является то, что урожайность пшеницы слагается из двух основных показателей: густота продуктивного стеблестоя и масса зерна с колоса. Зачастую эти два элемента структуры урожайности взаимно исключают друг друга, то есть повышение одного показателя сопровождается снижением другого. Наиболее плотный продуктивный стеблестой наблюдался у номеров
К1190-5 и К1257-4, на уровне 640-670 стеблей с метра квадратного. Худшими по данному показателю, не превышающими стандарт, оказались варианты К1177-3, К1317-1, К1120-3 и К11319-1, сформировавшие на 1 м2 менее 520 продуктивных стеблей.
Озерненность колоса в первую очередь определяется количеством колосков, образовавшихся на уступах колосового стержня. Чем больше колосков, тем больше зерен в колосе и масса зерна с одного колоса. У озимой пшеницы среднее число колосков в колосе находится в пределах 16-22 шт. Это сортовой признак, влияние на который могут оказывать как условия произрастания, так и агротехнические мероприятия. Наиболее продуктивным в плане образования семян в среднем за 2012-2013 гг. оказался номер К1177-3, сформировавший в колосе 50,5 зерен, при средней массе зерна с колоса 1,69 грамм. В целом все изучаемые номера превышали стандарт не только по количеству зерен, но и по массе зерна с колоса. Масса 1000 зерен является сортовым признаком, влияние на который могут оказывать погодные условия, а также минеральное питание. Масса зерновки, сравнительно с другими компонентами урожая, закладывается и формируется в сжатые сроки и уменьшение этого показателя не может быть компенсировано никакими другими элементами урожая. Изучаемые в контрольном питомнике номера не превышали сорт-стандарт по массе 1000 зерен. Среди вариантов опыта можно выделить К1209-2, сформировавший наиболее полновесное зерно, в среднем за два года масса 1000 зерен по данному номеру составила 36,2 грамма. Биологическая урожайность является конечным критерием при оценке созданных номеров озимой пшеницы. Наибольшую прибавку показали номера К1257-4, К1338-1 и К1190-5, урожайность которых превышала стандарт на 229, 239 и 294 г/м2 соответственно.
Таблица 2. Элементы структуры урожайности сортообразцов озимой пшеницы в конкурсном испытании (2014-2016 гг.)
№ п.п. Сортообразцы Кол-во колосьев на м2, шт. Число семян в колосе, шт. Масса 1000 семян, г.
2014 2015 2016 ср. 2014 2015 2016 ср. 2014 2015 2016 ср.
1 Капылянка, st 450 598 500 516 36,7 38,2 37,2 37,3 37,8 36,0 36,5 36,7
2 К1313-1 516 602 509 542 41,3 42,6 43,2 42,7 35,0 35,0 34,5 34,8
3 К1190-5 608 675 660 647 42,7 40,4 41,2 41,7 35,7 35,6 37,2 36,2
4 К1177-3 437 513 526 492 46,0 55,2 54,2 51,8 32,6 34,2 33,6 33,5
5 К1317-1 408 460 493 454 42,3 40,4 41,6 41,4 34,3 34,2 35,0 34,5
6 К1210-1 506 574 581 554 38,5 42,6 43,6 41,6 34,8 33,4 34,5 34,2
7 К1329-1 580 643 630 618 40,7 43,7 40,2 41,5 35,0 32,4 33,6 33,3
8 К1120-3 525 566 565 552 43,4 44,3 45,2 44,3 33,7 35,3 34,2 34,4
9 К1319-1 482 594 522 533 38,5 42,6 40,8 40,6 35,4 36,0 35,2 35,5
10 К1338-1 665 640 621 649 45,2 45,7 44,6 45,1 34,2 33,4 34,6 34,1
11 К1257-4 594 607 648 616 42,3 48,5 45,6 45,5 35,6 32,8 34,7 34,4
12 К1209-2 480 504 462 482 35,7 36,4 37,8 36,6 34,7 38,1 37,2 36,7
Среднее линейное отклонение 51,7 41,9 47,2 46,9 2,4 2,9 2,8 2,7 1,1 1,4 1,1 1,2
НСР05 78,2 81,0 79,6 1,45 1,43 1,32 0,85 0,82 0,89
Среднеквадратичное отклонение 66,3 56,1 57,5 60,0 3,0 4,0 3,9 3,6 1,6 1,7 1,3 1,5
Коэффициент вариации, Су, % 13,0 10,0 10,0 11,0 7,0 10,0 9,0 8,6 5,0 5,0 4,0 4,6
Конкурсное испытание завершает создание сортов, дает возможность на основании 3-летних данных сделать окончательную оценку и решить вопрос о возможности передачи самых лучших из них в Комитет по государственному испытанию и охране сортов растений. На протяжении 2014-2016 гг. нами проводилась оценка 11 сортообразцов по элементам структуры урожайнсти, а так же высоте растений. По количеству колосьев или продуктивных стеблей с метра квадратного, в среднем за три года лучшими оказались такие варианты как К1257-4, К1329-1, К1190-5 и К1338-1, которые сформировали 616-649 стеблей на м2. Данные математической обработки показывают, что между изучаемыми вариантами опыта по данному признаку есть существенные различия.
По количеству семян в колосе следует отметить вариант К1177-3, который отличался стабильностью по данному признаку, и достоверно превышал все остальные сортообразцы. Среднее количество зерен в колосе у данного варианта составило 51,8 шт. Показатель массы 1000 семян варьировал в пределах от 33,3 до 36,7 грамма. Максимальный показатель по данному признаку был выявлен у стандарта в 2014 г. и составил 37,8 грамма. Исходя из данных можно выделить варианты К1190-5 и К1209-2, которые сформировали наиболее полновесное зерно на уровне стандарта. По результатам конкурсного испытания (табл. 3) можно утверждать, что фактическая урожайность сортообразцов варьировала в пределах 53,2 до 97,4 ц/га. Максимальная прибавка оказалась у вариантов К1257-4, К1338-1 и К1190-5 на уровне 25-26 ц/га, по сравнению с стандартом. Максимальная урожайность была получена у сортообразца К1257-4 в 2015 г. и составила 97,4 ц/га. При изучении высоты растений нами было отмечено, что 83,3 % сортообразцов можно отнести к короткостебельному типу, 8,3 % - к низкорослому типу и 8,3 % к среднерослому типу. Наиболее высокрослым оказался стандарт, его высота в среднем за 3 года составила 109 см.
№ п.п. Сортообразцы Урожайность по годам, ц/га Высота растений, см Количество растений, шт./м2 Продуктивная кустистость, шт. Масса семян, г./раст. Биологическая урожайность, г/м2
2014 2015 2016 ср. +/- к st
1 Капылянка, st 55,7 76,5 61,3 65,1 st 109 253 2,03 2,60 642
2 К1313-1 70,4 81,3 68,1 73,3 8,2 81 239 2,26 3,14 706
3 К1190-5 88,3 91,3 95,0 91,5 26,4 82 269 2,40 3,62 966
4 К1177-3 60,2 89,2 88,2 79,2 14,1 95 269 1,83 3,09 847
5 К1317-1 55,3 58,2 66,1 59,9 -5,2 81 235 1,93 2,82 730
6 К1210-1 64,1 78,2 83,0 75,1 10,0 83 259 2,13 2,87 714
7 К1329-1 76,1 85,2 79,6 80,3 15,2 83 270 2,30 3,47 961
8 К1120-3 68,2 80,1 80,4 76,2 11,1 82 273 2,30 3,49 883
9 К1319-1 60,1 84,2 69,2 71,1 6,0 84 257 2,06 3,03 757
10 К1338-1 94,7 90,1 88,4 91,1 26,0 82 264 2,43 3,67 888
11 К1257-4 82,7 91,8 97,4 90,6 25,5 84 272 2,26 3,07 875
12 К1209-2 53,2 60,4 61,1 58,2 -6,9 82 237 2,03 2,78 650
Среднее 69,1 80,5 78,3 75,9 10,8 85,6 258,1 2,16 3,14 801,5
НСР05 3,47 3,74 3,51
Среднее линейное отклонение 9,86 7,13 8,21 8,40 4,75 12,10 0,16 1,23 101,7
Среднеквадратичное отклонение 12,10 9,99 9,70 10,6 7,80 15,00 0,19 1,56 115,3
Коэффициент вариации, Су, % 17,0 12,0 12,0 13,6 8,3 6,0 9,3 4,6 14,0
По количеству растений сохранившихся к уборке, следует отметить варианты К1329-1, К1257-4, К1120-3, сформировавшие на метре квадратном 270-273 растения, что превысило стандарт на 17-20 растений. Показатель продуктивной кустистости находился в пределах 1,83-2,43 шт., это говорит о том, что 83,3 % сортообразцов способны образовывать более двух стеблей на растение. Максимальным значением этого признака характеризовались варианты К1190-5 и К1338-1, на уровне 2,0-2,4 стеблей на растение. При изучении продуктивности зерна с одного растения, можно отметить, что 66,6 % исследуемых сортообразцов способны формировать более 3 грамм зерна, при этом биологическая урожайность данных вариантов находилась на уровне 706-966 г/м2. Максимальная биологическая урожайность в среднем за три года конкурсного испытания была получена у сортообразца К1190-5, которая составила 966 г/м2. При пересчете на гектар фактическая урожайность будет находиться на уровне 96 ц/га.
Заключение
В результате изучения 11 образцов в контрольном питомнике и конкурсном испытании нами были выделены наиболее перспективные сортообразцы, способные формировать посевы с урожайностью 90 ц/га, характеризующиеся стабильностью показателей элементов структуры урожайности по годам исследований. В результате исследований сортообразцы К1190-5, К1338-1 и К1257-4 были выделены как наиболее продуктивные и стабильные, способные давать высокие урожаи зерновой массы, данные сортообразцы, находятся на стадии предварительного размножения и подготовки к передаче в Государственное испытание.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алтухов, А. И. Повышение качества зерна - комплексное решение / А. И. Алтухов // Зерновое хозяйство. - 2004. -№7. - С. 3-5.
2. Бороевич, С. Принципы и методы селекции растений / С. Бороевич. - М.: Колос, 1984. - 344 с.
3. Гуляев, Г. В. Селекция и семеноводство полевых культур / Г. В. Гуляев. - М.: Россельхозиздат, 1971. - 36 с.
4. Долгодворова, Л. И. Селекция полевых культур на качество / Л. И. Долгодворова. - М.: МСХА, 1995. - С. 25-67.
5. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. - М.: Колос, 1972. - 399 с.
6. Коледа, К. В. Озимая мягкая пшеница: методы селекции, технология возделывания: монография / К. В. Коледа. -Гродно, 2004. - 242 с.
7. Колмаков, Ю. В. Повышение потенциальных возможностей сортов мягкой пшеницы / Ю. В. Колмаков // Селекция сельскохозяйственных культур на качество. - Новосибирск, 2001. - С. 89-91.
8. Писарев, В. Е. Селекция зерновых культур / В. Е. Писарев. - М.: Колос, 1964. - 317 с.
9. Таранухо, Г. И. Селекция и семеноводство сельскохозяйственных культур / Г. И. Таранухо. - Минск: ИВЦ Минфина, 2009. - 420 с.
