CC BY
37
УДК 633.111.1 «321»: 631.527 (470.40)
ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ
В. Г. Кривобочек, доктор с.-х. наук; С. В. Косенко, канд. с.-х. наук
ГНУ Пензенский НИИ сельского хозяйства Россельхозакадемии, т. (84161) 2-13-07, E-mail: kosenkosv@mail.ru
В результате комплексной оценки коллекции озимой мягкой пшеницы по биологическим и хозяйственно ценным признакам выделены источники для практической селекции в лесостепной зоне Среднего Поволжья.
Ключевые слова: пшеница мягкая озимая, исходный материал, урожайность, зимостойкость, качество зерна.
Проблема создания адаптивных сортов озимой пшеницы для Пензенской области стоит особенно остро из-за разнообразия природно-климатических условий региона,
а также вследствие глобальных изменений климата. Климат нашей зоны требует подбора сортов, устойчивых к разнообразным неблагоприятным факторам среды. Поэто-
му комплексное изучение коллекционных образцов озимой пшеницы как исходного материала для селекции имеет большое значение. Наиболее важными аспектами изучения являются морозо- зимостойкость, устойчивость к полеганию и болезням, продолжительность вегетационного периода, хорошие технологические и хлебопекарные свойства зерна. Это позволяет выявить генетические источники хозяйственно ценных признаков, удовлетворяющие требованиям селекции для конкретных условий произрастания.
Материал и методика исследований. Материалом для исследований служили 153 образца из мировой коллекции ВИР и рабочих коллекций НИИСХ Юго-Востока и Самарского НИИСХ.
Условия вегетации в годы исследований различались по температурному режиму и количеству выпавших осадков. Наиболее благоприятными для озимой пшеницы были условия 2004/05 гг. Низкими температурами отличалась зима 2005/06 гг.: очень холодными были вторая и третья декады января, температура воздуха опускалась до минус 40°С. Условия зимовки 2006/07 гг. были мягкими, наблюдалось вы-превание, а период «выход в трубку - колошение» характеризовался повышенными температурами воздуха и недостатком осадков.
Опыты закладывались в трёхкратной повторности, площадь делянки 3 м2. Норма высева 5,5 млн. всхожих зёрен на 1 га. В качестве стандарта высевался сорт Безен-чукская 380.
Оценку зимостойкости, фенологические наблюдения, анализ структуры урожая проводили по методикам ГСИ [1] и ВИР [2]. Поражение мучнистой росой оценивали по методике ВНИИФ [3]. Тип реакции на поражение бурой ржавчиной определяли по E. B. Mains, H. S. Jackson (1926), степень поражения - по R. F. Peterson, 1948 [4] - в период максимального развития. В лаборатории определяли качество зерна: натуру зерна, стекловидность, содержание белка в зерне, количество и качество клейковины [5].
Полученные данные обрабатывали методами вариационного, корреляционного и дисперсионного анализов. В тексте статьи достоверность коэффициентов корреляции на 5- и 0,1 %-ном уровнях значимости обозначена соответственно одной и тремя звёздочками.
Результаты исследований. Образцы коллекции распределялись по происхождению следующим образом. Основную часть
(70 %) составляли современные селекционные сорта. Удельный вес сортов и селекционных образцов, созданных в научно-исследовательских учреждениях Среднего и Нижнего Поволжья, составил 38 %. Их селекционная ценность определяется зимостойкостью, устойчивостью к засухе, продуктивностью, хорошими технологическими качествами зерна. Сорта Северного Кавказа характеризуются короткостебель-ностью с высокой устойчивостью к полеганию, хорошо озернённым продуктивным колосом, устойчивостью к бурой ржавчине и мучнистой росе, их доля составила 31 %. Из зарубежного сортимента преобладали сорта Украины и Белоруссии (15 %), а также Америки (4 %). В небольших объёмах изучались сорта Нечерноземья (7,8 %), Урала и Западной Сибири (2,2 %), Центральночернозёмной полосы (2 %).
Ведущий признак, определяющий пригодность сорта озимой пшеницы для возделывания в Среднем Поволжье, - зимостойкость растений. Исход перезимовки здесь определяется, в первую очередь, устойчивостью к выпреванию и поражению растений снежной плесенью, морозостойкостью, устойчивостью к резким колебаниям температур как в течение зимнего пе-риода,так и весной.
В наших исследованиях в зависимости от погодных условий показатели зимостойкости варьировали в пределах от 35 % (Century, США) до 95 % (Лютесценс 30767, Украина). Большинство высокозимостойких образцов (с выживаемостью более 71 %) представлено сортами из Поволжья. Доля низкозимостойких сортов (уровень перезимовки менее 50 %) наиболее высока среди образцов из Северного Кавказа. Стабильно высоким уровнем зимостойкости (перезимовка выше 80 %) отличаются следующие образцы: Волжская 1 (Ульяновская обл.), Губерния (Саратовская обл.), Лютесценс 29307, Лютесценс 30767 (Украина), Эрит-роспермум 243-00, Эритроспермум 356-00 (Московская обл.), Дон 93 (Ростовская обл.). Наибольшую селекционную ценность представляют образцы Лютесценс 29307 и Эритроспермум 243-00, сочетающие высокую продуктивность и зимостойкость.
На основании корреляционного анализа установлена зависимость между зимостойкостью растений озимой пшеницы и глубиной залегания узла кущения (r= 0,20*...0,78***), а также слабая достоверная связь зимостойкости с урожайностью (r=0,16*...0,38***).
Продолжительность вегетационного периода является важным биологическим
Урожайность коллекционных образцов озимой пшеницы различных групп спелости (2005-2007 гг.)
Группа спелости Продолжительность периода «возобновление вегетации -колошение», сут. 2 Урожайность, г/м
min-max средняя min-max средняя
Раннеспелые 38,6...62,1 50,2±0,19 111...359 259±11
Среднеранние 41,7...64,8 52,8±0,12 155...387 291 ±7
Среднеспелые 45,1...68,6 55,7±0,14 163...383 292±6
Среднепоздние 48,1...71,4 58,4±0,28 168...442 306±14
свойством, т. к. с ней связано множество других свойств, которые определяют урожай и качество зерна, поражение болезнями. Так, в условиях Кубани установлена отрицательная корреляционная связь между урожайностью и продолжительностью вегетационного периода [6, 7]. В наших исследованиях достоверной связи между этими показателями не выявлено.
По продолжительности вегетационного периода коллекционные образцы были разделены на четыре группы с помощью вариационного анализа (табл. 1). Следует отметить значительную вариабельность продолжительности периода «возобновление вегетации - колошение» по годам.
В 2005 г. продолжительность периода «возобновление вегетации - колошение» у коллекционных образцов составила 36...51 сут. (среднесуточная температура за период - 15,7°С). В 2006 и 2007 гг. межфазный период увеличился из-за дефицита тепла до 49...58 сут. (2006 г.) и 61...73 сут. (2007 г.) при температурах 11,9°С и 11,7°С соответственно.
Среднепоздние сорта в 2005 и 2007 гг. имели в среднем наивысшую урожайность зерна, однако в 2006 г. сформировали более низкую урожайность, на уровне раннеспелой группы. Это объясняется тем, что налив зерна в 2006 г. проходил при недостатке осадков и высоких температурах (ГТК 0,5). При таких условиях зерно было недостаточно выполненным, особенно у среднепоздних сортов. В связи с этим актуальной остаётся проблема создания скороспелых сортов озимой пшеницы. В засушливых условиях они лучше используют запасы влаги в почве. Критерием отбора образцов в качестве исходного материала послужило сочетание раннеспелости с высокой зерновой продуктивностью. В наших исследованиях выявлены раннеспелые сорта Урожайная, Дон 85, Бадулинка, Ер-шовская 10, которые по урожайности превосходили стандартный сорт Безенчукская 380 в среднем на 15...50 г/м2 и выколаши-
вались раньше на 5...6 дней. Следует отметить, что скороспелые сортообразцы в меньшей степени поражались болезнями, однако по урожайности зерна многие из них уступали стандарту на 14...19 %.
В годы исследований климатические условия способствовали проявлению бурой ржавчины и мучнистой росы. Высокоустойчивыми к бурой ржавчине оказались следующие образцы: Лютесценс 331-93 к 27-3-3, 146Р6 (Lr9) к 63388, Лютесценс 8989 h 177 (Краснодарский край), Ермак, Зарница, Станичная (Ростовская обл.), Century (США). Сочетали устойчивость к мучнистой росе с иммунностью к бурой ржавчине сортообразцы Лютесценс 29305, Лютесценс 29307 (Украина), Горлица (Краснодарский край).
Наиболее важным показателем является урожайность зерна. Самая высокая урожайность получена в условиях 2005 г., у отдельных сортообразцов она составляла более 600 г/м2, а в среднем по опыту 388 г/м2. Урожайность в 2007 г. была самой низкой (154 г/м2) из-за неблагоприятных условий перезимовки, высоких температур воздуха и дефицита осадков в период «выход в трубку - колошение». В среднем за годы изучения лучшими были следующие образцы: Лютесценс 29307 - 465 г/м2, Лютесценс 29305 - 429 г/м2, Л-31-98 и. о. -432 г/м2, Эритроспермум 243-00 - 411 г/м2 (табл. 2).
Указанные сорта формировали стабильную продуктивность независимо от погодных условий периода вегетации. Высокая урожайность этих образцов сочетается с комплексом хозяйственно-ценных признаков и свойств (зимостойкость, устойчивость к листовым болезням, оптимальная высота растений).
Нами установлена линейная корреляция между урожайностью зерна с единицы площади и числом продуктивных стеблей на м (r= 0,54***... 0,81***), массой зерна с растения (r=0,69***...0,73***) и количеством зёрен с растения (r=0,44***...0,73***). Связь
Высокопродуктивные образцы озимой пшеницы (2005-2007 гг.)
Сорт Масса зерна,г Зимостойкость, % Период отрастание - колошение, сут. Высота растений, см Поражение болезнями, тип / %
среднее ±а бурая ржавчина мучнистая роса
Безенчукская 380, Самарская обл. 328 - 73 65 92,4 4/5 8/5
Безенчукская 616, Самарская обл. 383 56 72 69 100,9 4/5 8/10
Эритроспермум 605, Самарская обл. 377 49 78 67 89,9 4/5 7/20
Л-20-79, Саратовская обл. 365 37 74 65 81,2 4/20 6/20
Л-24-98, Саратовская обл. 379 51 73 65 87,4 3/10 7/10
Л-31-98 и. о., Саратовская обл. 432 104 77 64 99,7 4/5 7/10
Бадулинка, Волгоградская обл. 378 51 64 61 77,7 4/10 7/10
Эритроспермум 243-00, Украина 411 83 79 60 84,6 3/5 8/5
Лютесценс 29307, Украина 465 138 85 61 83,4 0 8/5
Одесская остистая, Украина 363 35 59 66 64,9 4/5 6/10
Лютесценс 29305, Украина 429 101 62 66 79,8 0 8/5
Зерноградка 8, Ростовская обл. 353 26 60 60 71,0 4/10 6/10
Северодонская 347 20 65 61 85,5 4/20 6/10
Дон 85, Ростовская обл. 365 38 61 63 73,9 3/5 7/20
НСР 05, г 25
урожайности с другими элементами структуры была более слабой, но в большинстве случаев достоверной.
В изучаемой коллекции выделяются источники высокой выраженности отдельных элементов структуры урожая.
Густота продуктивного стеблестоя сильно варьировала в сравнении с другими элементами структуры (Су=23,9...33,4 %). Стабильно высокие значения признака имели образцы: Урожайная (664...677 шт./м2), Дон 85 (407...595 шт./м2), Л-24-98 (432...649 шт./м2), Эритроспермум 243-00 (565...766 шт./м2), Горлица (520...598 шт./м2). У стандарта Безенчукская 380 число колосьев варьировало от 375 до 570 шт./м2.
Продуктивная кустистость также является сильно варьирующим признаком (Су=19,9...21,3 %). Наибольшую продуктивную кустистость имели сорта Мёшин-ская 3 (2,1), Левобережная 3 (2,1), Урожайная (2,2), Горлица (2,3), что на 0,5...0,9 выше сорта-стандарта Безенчукская 380.
Масса зерна (Су=20,4...25,9 %) и число зёрен с растения (Су=18,6...27,0 %) варьировали сильно, как признаки, связанные с продуктивной кустистостью. По массе зерна с растения выделились линии и сорта Л-57-02 (2,7 г), Эритроспермум 243-00 (2,6 г), Одесская остистая (2,6 г), Горлица (2,8 г), что на 0,3...0,5 г выше сорта-стандарта Безенчукская 380. Высокое число зёрен с растения имели образцы: Эритроспермум 605 (70,8), Эритроспермум 30238 (68,2),
Одесская остистая (68,2), Лютесценс 29840 (85,9), Горлица (87,0), что выше стандартного сорта Безенчукская 380 на 5,1...23,9 зёрен.
Масса зерна (Су=15,0...19,7 %) и число зёрен (Су=13,1...18,2 %) с главного колоса варьировали слабее. Стабильно высокие показатели по массе зерна с колоса были у образцов: Л-24-98 (1,8 г), Лютесценс 29305 (1,8 г), Лютесценс 29307 (1,9 г). По числу зёрен в колосе выделились Горлица - 47,7, Красота - 47, Лютесценс 29840 - 50,1, что выше стандарта Безенчукская 380 на 3,8...6,9 зёрен.
Масса 1000 зёрен - наименее изменчивый признак (Су = 8,7...11,9 %). Массу 1000 зёрен более 40 г формировали образцы: Л-24-98, Л-31-98 и. о., Л-39-94 и. о., Левобережная 3, Бадулинка, Лютесценс 29305, Комсомольская 56, Сибирская Нива, Эритроспермум 243-00.
Коэффициент хозяйственной эффективности фотосинтеза (Кхоз) также варьировал слабо (Су = 6,0...10,3 %). Наиболее высоким Кхоз (49...52 %) отличились корот-костебельные сорта Зерноградка 10, Конкурент, Тарасовская 97, Одесская остистая, Красота.
Привлечение в гибридизацию выделенных по элементам продуктивности сор-тообразцов позволяет надеяться на получение нового селекционного материала.
Одной из основных задач селекции пшеницы является создание новых высо-
Сорта озимой пшеницы, выделенные по комплексу показателей качества зерна
(2005-2007 гг.)
Сорт Происхождение Натура зерна, г/л Стекло- видность, % Содержание клейковины, % Показатель ИДК, ед. Содержание белка, %
Безенчукская 380 Самарская обл. 769 69 31,5 69 16,7
Ершовская 25 Саратовская обл. 775 69 34,2 85 17,2
Бадулинка Волгоград. обл. 760 72 33,9 80 18,3
Казанская 560 Респ. Татарстан 765 66 31,6 67 16,8
Конкурент Ростовская обл. 741 66 33,4 64 17,3
Московская 39 Московская обл. 750 67 36,3 80 17,9
Среднее по опыту (153 образца) 744 61 31,8 74 16,4
коурожайных сортов с хорошим качеством зерна. В табл. 3 представлены сорта озимой пшеницы, имевшие за годы исследований стабильно высокие показатели качества зерна.
За годы исследований выявлены межсортовые различия, а также различия в проявлении самих признаков качества зерна по годам. Наименьшей вариабельностью характеризовался показатель натурной массы зерна (Су=0,1...4,6 % в зависимости от сорта), наибольшей - содержание клейковины в зерне (Су=2,6...28,3 %).
Таким образом, в результате изучения коллекционных сортообразцов озимой мягкой пшеницы различного эколого-геогра-фического происхождения по селекционно-значимым признакам предложены источники для адаптивной селекции в условиях лесостепи Среднего Поволжья.
Литература
1. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур: зерновые, крупяные, зернобобовые, кукуруза и кормовые культуры / Под ред. М. А. Федина. - М., 1989. - 194 с.
2. Пополнение и сохранение в живом виде и изучение мировой коллекции пше-
ницы, эгилопса и тритикале (метод. указания) / Сост. А. Ф. Мережко, Р. А. Удачин, В. Е. Зуев, А. А. Филатенко. - СПб., 1999. -84 с.
3. Методика по оценке устойчивости сортов полевых культур к болезням на инфекционных и провокационных фонах / В. А. Захаренко, А. М. Медведев, С. А. Еро-хина и др. - Москва, 2000. - 70 с.
4. Гешеле, Э. Э. Основы фитопатоло-гической оценки в селекции растений / Э. Э. Гешеле. - Изд-е 2-е, перераб. и до-пол. - М.: Колос, 1978. - 206 с.
5. Беркутова, Н. С. Методы оценки и формирование качества зерна / Н. С. Бер-кутова. - М.: Колос, 1991. - 206 с.
6. Лукьяненко, П. П. Основные итоги работ по селекции озимой пшеницы и ячменя (1920 по 1931 гг.) / П. П. Лукьяненко. -Краснодар, 1932. - 31 с.
7. Пучков, Ю. М. Сорт озимой мягкой пшеницы Юбилейная 100 - прогресс в селекции ультраскороспелых сортов на морозостойкость и продуктивность / Ю. М. Пучков, Г. Д. Набоков и др. // Сб. науч. тр. в честь 90-летия Краснодарского НИИСХ. Т.1: Пшеница. - Краснодар, 2004. - С. 62-72.
