CC BY
22
УДК 633.111:631.527
селекционная оценка коллекционного материала яровой мягкой пшеницы в условиях приобской лесостепи алтайского края
В.С. ВАПЕКЖАНИН, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник
Н.И. КОРОБЕЙНИКОВ, кандидат биологических наук, руководитель селекцентра
Алтайский НИИСХ, Научный городок, 35, Барнаул, 656910, Россия
E-mail: [email protected].
Резюме. В работе приведены результаты изучения 104 коллекционных сортообразцов яровой мягкой пшеницы отечественной и зарубежной селекции трёх групп спелости в условиях Приобской лесостепи Алтайского края. Цель исследований - выделение наиболее продуктивных сортов, характеризующихся комплексом положительных признаков и свойств для целенаправленного использования лучших из них в селекции новых агроэкологически специализированных сортов яровой мягкой пшеницы. Полевые эксперименты закладывали в2011-2014 гг. на стационаре Алтайского НИИ сельского хозяйства. Площадь опытной делянки 10 м2, норма высева - 5 млн всхожих зерен на 1 га. Основными критериями ценности коллекционных образцов были средняя зерновая продуктивность в ряду лет, элементы структуры урожая, устойчивость к полеганию и поражению мучнистой росой в благоприятных условиях. Разнообразие метеоусловий в годы проведения опытов позволили выделить и рекомендовать в качестве компонентов для скрещиваний сорта, сочетающие высокую урожайность (2,53,3 т/га) с устойчивостью к полеганию и мучнистой росе - Омская 36, Новосибирская 29, ОмГАУ 90, Омская краса, Ершовская 34, Омская 33, Мелодия, Памяти Леонтьева, Уралосибирская и Челяба юбилейная. Выделены перспективные источники по отдельным структурным элементам продуктивности растений, в частности, по продуктивной кустистости - НАКЗОС, Ершовская 34, Катюша, Новосибирская 44, ОмГАУ 90, Свирель и Алтайская 105; по числу зерен главного колоса - Памяти Азиева, Геракл, Ершовская 34, ОмГАУ90, Фитон 41, Омская 38, Дарница, Мелодия, Свирель, Уралосибирская и Омская 41; по массе зерна с главного колоса - Алтайская 70, Омская 36, Сурская юбилейная, Геракл, Омская 38, Ершовская 34, Радуга, Свирель, Дарница и Уралосибирская; по массе 1000зёрен - Омская 36, Алтайская 70, Сурская юбилейная, Омская краса, Омская 38, Радуга и Свирель. Ключевые слова: пшеница, генотип, селекция, урожайность, устойчивость, элементы продуктивности растений. Для цитирования: Валекжанин В.С., Коробейников Н.И. Селекционная оценка коллекционного материала яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения в условиях Приобской лесостепи Алтайского края // Достижения науки и техники АПК. 2015. Т.29. №6. С. 35-37.
Потенциал продуктивности современных сортов зерновых культур уже достаточно велик. Об этом свидетельствует урожайность яровой мягкой пшеницы и ярового ячменя, которая на высоких агрофонах может достигать 6,5-8,0 т/га [1]. Поэтому на сегодня наиболее перспективное направление селекционной работы - увеличение пластичности и стабильности создаваемых сортов.
Любой этап улучшения той или иной культуры базируется на материале, полученном в результате предшествующей селекции, который подвергся жесткому естественному отбору в местных условиях среды, а также на лучшем собственном селекционном материале и новейших сортах мировой коллекции [2, 3, 4].
Успех селекционной работы во многом зависит от ценности исходных родительских форм, используемых при скрещивании, которые подбирают с учётом требований к создаваемому сорту. Поэтому перед включением генотипов в гибридизацию их необходимо изучить в местных агроклиматических условиях [5, 6].
Цель исследования - изучить генетически разнообразный коллекционный материал для целенаправленного использования в селекции новых агроэкологически специализированных сортов и линий яровой мягкой пшеницы.
Условия, материалы и методы. Материалом для исследования послужили 104 коллекционных сортообразца яровой мягкой пшеницы отечественной и зарубежной селекции различных групп спелости. Комплексное изучение материала проводили в 2011-2014 гг. на опытном поле лаборатории селекции яровой мягкой пшеницы Алтайского НИИСХ, расположенном в Приобской лесостепи Алтайского края. Почва участка - чернозём выщелоченный среднесуглинистый (содержание гумуса - 4,7%; валового азота - 0,24%; подвижного фосфора - 17,1 мг/100 г; обменного калия - 29,5 мг/100г ; рНсол - 7,1; сумма обменных оснований - 29,4 мг-экв/100 г).
Посев проводили во II декаде мая по чистому пару. Норма высева - 5 млн всхожих зерен на 1 га, площадь опытной делянки 10 м2. Устойчивость к полеганию оценивали по 5-балльной шкале. В полевых условиях отмечали даты наступления основных фаз развития растений. Анализ структуры урожая осуществляли на основе случайной выборки 50 растений каждого генотипа.
Метеорологические условия летнего периода лесостепной зоны Алтайского края были весьма неустойчивы по годам исследований. В 2011 г. они характеризовались как засушливые в средней степени на всём протяжении периода вегетации. Суммарное количество осадков составило 116,9 мм, что почти в 2 раза меньше климатической нормы (223 мм). Своеобразие гидротермического режима вегетации растений 2012 г. заключалось в экстремальной среднесуточной температуре воздуха (на 2-4°С выше нормы) и небольшом количестве осадков в мае-июне (34 мм против среднемноголетней 95 мм) со смещением их максимума на первую половину июля (448,7% к норме). Особенностями периода вегетации 2013 г. были пониженная среднесуточная температура воздуха в первой ее половине (на 2-3 °С меньше климатической нормы) и обилие атмосферных осадков во второй (145% к среднемноголетнему показателю). Метеорологические условия вегетационного периода 2014 г. характеризовались средней по напряженности засухой в первой его половине (71,7 мм против среднемноголетней нормы 89,0 мм) и обильным выпадением атмосферных осадков во второй (+150,8% к норме), что привело к частичному полеганию некоторых сортообразцов.
Статистическую обработку экспериментального материала проводили методом дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову [7]. Степень поражения мучнистой росой определяли по шкале Э.Э. Гешеле [8].
результаты и обсуждение. Сорта полуинтенсивного и интенсивного типа необходимо создавать на основе объединения нескольких биотипов одной комбинации, сходных по морфологическим признакам и удачно дополняющих один другой по урожайности, засухоустойчивости, болезнеустойчивости и качеству зерна [9].
В наших исследованиях наиболее высоким и стабильным сбором зерна отличались среднеспелые и среднепозд-ние генотипы: 2,58 и 2,77 т/га соответственно, урожайность среднеранних была несколько ниже - 2,29 т/га (см. табл.).
Таблица. Урожайность и элементы её структуры лучших коллекционных сортообразцов яровой мягкой пшеницы, 2011-2013 гг.
Сорт Урожай ность, т/га Устойчи вость к полега нию, балл Восприимчивость к мучнистой росе,% Элементы структуры урожая
продуктивное кущение число зёрен в колосе, шт. масса зерна колоса, г. масса 1000 зёрен, г.
Среднеранние сорта
Алтайская 70, ст. 2,33 4,0 60 1,12 24,1 0,87 36,2
Омская 36 2,86 4,0 30 1,20 22,8 0,84 36,9
Новосибирская 29 2,59 5,0 50 1,29 22,7 0,75 33,3
Алтайская 98 2,36 3,0 70 1,27 23,2 0,74 32,3
НАКЗОС 2,30 5,0 30 1,34 21,8 0,64 29,3
Памяти Азиева 2,28 3,0 30 1,17 24,5 0,79 32,4
Среднее 2,29 - - 1,22 22,6 0,74 32,5
нср05 0,21 - - 0,12 1,7 0,08 2,9
Среднеспелые сорта
Алтайская 100, ст. 2,42 3,0 80 1,28 24,9 0,76 31,2
ОмГАУ 90 3,17 4,0 60 1,39 27,7 0,87 31,6
Омская краса 3,14 5,0 0 1,19 24,9 0,92 37,0
Ершовская 34 3,06 4,0 10 1,63 28,5 0,95 33,3
Омская 33 2,98 5,0 5 1,28 25,7 0,89 34,5
Геракл 2,97 5,0 0 1,15 29,3 0,99 33,5
Сурская юбилейная 2,81 4,0 20 1,30 26,5 1,00 37,9
Омская 38 2,56 4,0 20 1,23 27,6 0,97 34,9
Катюша 2,56 3,0 20 1,45 26,3 0,85 32,7
Новосибирская 44 2,23 5,0 30 1,45 25,9 0,82 32,8
Фитон 41 2,16 4,0 30 1,07 27,7 0,94 33,5
Среднее 2,58 - - 1,27 25,6 0,85 33,1
НСР05 0,56 - - 0,17 1,8 0,10 1,6
Среднепоздние сорта
Алтайская 105, ст. 3,17 4,0 50 1,39 25,8 0,82 33,7
Мелодия 3,28 5,0 20 1,27 30,8 1,01 33,6
Памяти Леонтьева 3,13 4,0 40 1,25 25,3 0,82 32,4
Уралосибирская 3,12 5,0 5 1,08 29,4 1,03 34,9
Челяба юбилейная 3,02 4,0 40 1,21 24,0 0,78 32,7
Свирель 2,94 5,0 40 1,47 30,2 1,08 35,8
Радуга 2,93 5,0 5 1,24 27,5 1,09 39,3
Омская 41 2,61 5,0 5 1,29 28,9 0,98 34,0
Дарница 2,43 5,0 40 1,17 31,9 1,08 34,1
Среднее 2,77 - - 1,25 26,7 0,91 34,2
НСР05 0,14 - - 0,15 1,1 0,11 1,4
При этом самые благоприятные условия для реализации продуктивного потенциала сортообразцов сложились в среднезасушливом 2011 г. (3,48 т/га), а неблагоприятные -в острозасушливом 2012 г. (1,89 т/га). Достаточно широкий спектр лимитирующих урожайность факторов позволил выделить ряд наиболее перспективных коллекционных сортообразцов, различающихся по морфологическим и хозяйственно-ценным признакам, определяющим их зерновую продуктивность. В качестве компонентов скрещиваний в селекции высокоурожайных отзывчивых и экологически пластичных генотипов целесообразно использовать сорта: Омская 36 и Новосибирская 29 (среднеранние); ОмГАУ 90, Омская краса, Ершовская 34 и Омская 33 (среднеспелые), которые по средней урожайности превысили стандарты на 0,26-0,75 т/га, имея равную или на 1 -2 балла выше, чем у Алтайской 70 и Алтайской 100, устойчивость к полеганию. При этом такие сорта как Омская краса, Омская 33, Ершовская 34 и Геракл в достаточно увлажнённых условиях 2013 г. продемонстрировали слабую восприимчивость (0-10%) к местной популяции мучнистой росы.
Зерновая продуктивность генотипов среднепоздней группы за указанный промежуток исследований не превышала уровня стандартного сорта (см. табл.). При этом средняя урожайность отдельных сортообразцов (Мелодия, Памяти Леонтьева, Уралосибирская, Челяба юбилейная) была такой же, как у Алтайской 105. В то же время они отличались от стандарта высокой устойчивостью к полеганию (4-5 балла) и слабой (Уралосибирская, Мелодия) или средней (Памяти Леонтьева, Челяба юбилейная) восприимчи-
востью к мучнистой росе, что целесообразно использовать в селекции высокоурожайных отзывчивых и экологически пластичных сортов.
В работах ряда исследователей [10, 11, 12] отмечено, что генетически детерминированная продуктивная кустистость и синхронность развития побегов кущения, а также хорошо развитые параметры продуктивности главного колоса - это главные признаки, обеспечивающие выраженную отзывчивость сорта на улучшение агроэко-логических условий.
Способность к кущению рассматривается, как биологическое свойство растения компенсировать недостаточную плотность стеблестоя. Высокая плотность, образующаяся вследствие кущения, часто более выгодна в условиях достаточной обеспеченности влагой и питательными веществами. Кустистость определяется генотипом сорта и в сильной степени подвержена изменениям под действием условий выращивания.
В наших исследованиях наиболее высокую продуктивную кустистость сорта формировали в условиях 2011 г. (1,55 стеблей на растение), а наименьшую - в 2012 г. (1,15 стеблей). В среднем по группам спелости этот признак варьировал от 1,22 до 1,27 стебля с колебаниями у отдельных сортов от 1,07 до 1,63. Достоверно более высокой продуктивной кустистостью относительно среднегрупповых значений характеризовались сорта НАКЗОС, Ершовская 34, Катюша, Новосибирская 44 и Свирель (см. табл.). К сортам с относительно высоким продуктивным кущением относятся ОмГАУ 90 и Алтайская 105 (среднее значение признака 1,39 продуктивных стеблей на растение). Эти генотипы перспективные источники высокой продуктивной кустистости, способные обеспечить выраженную положительную реакцию новых сортов на благоприятные условия среды.
В засушливых условиях, когда погода не способствует своевременному кущению яровой пшеницы, урожай в основном формируется благодаря продуктивности главного колоса. В этом случае озернённость, масса зерна колоса и масса 1000 зёрен становятся ведущими элементами структуры урожая.
Структурный анализ образцов показал значительную изменчивость числа зёрен и массы зерна главного колоса в зависимости от генотипа сорта и метеоусловий в годы исследований. Озернённость варьировала от 13,1 до 37,3 зёрен в колосе (с колебаниями по годам от 19,4 шт. в 2012 г. до 29,1 шт. в 2011 г.), а масса его зерна - от 0,27 до 1,26 г (с варьированием от 0,64 г в 2012 г. до 1,04 г в 2011 г.). Наибольшим числом зерен в колосе, относительно средних по группе, отличались сорта Памяти Азиева, Геракл, Ершовская 34, ОмГАУ 90, Фитон 41, Омская 38,
Дарница, Мелодия, Свирель, Уралосибирская и Омская 41. К числу лучших сортов по массе зерна колоса относятся Алтайская 70, Омская 36, Сурская юбилейная, Геракл, Омская 38, Ершовская 34, Радуга, Свирель, Дарница и Уралосибирская с достоверным превышением среднегенотипических значений от 0,10 до 0,18 г (см. табл.). Выделенные сортоо-бразцы - ценный исходный материал в селекции на повышение озернённости и массы зерна главного колоса.
В условиях Алтайского края при селекции на урожайность особое внимание уделяется крупности (полновесности) зерновки, в связи с обычно благоприятными условиями в период ее формирования, а также относительно небольшой вариабельностью и положительной корреляцией с урожайностью [10]. Так, наиболее благоприятные условия для реализации массы 1000 зёрен (35,9 г) сложились в 2011 г., а наименее - в 2013 г. (32,0 г). В среднем по группам спелости анализируемый признак варьировал от 32,5 г (среднеранние сорта) до 34,2 г (среднепоздние сорта) с колебаниями у отдельных образцов от 29,3 г до 39,3 г. Среди изученного набора генотипов выделены сорта Омская 36, Алтайская 70, Сурская юбилейная, Омская краса, Омская 38, Радуга и Свирель, которые мы рекомендуем использовать в качестве источников высокой массы 1000 зерен. Указанные образцы в соответствующих
группах спелости достоверно превышают среднесортовые значения признака на 1,6-5,1 г (см. табл.).
выводы. В результате комплексной оценки коллекционного набора сортообразцов яровой мягкой пшеницы по урожайности и элементам её структуры выделены перспективные формы, которые можно использовать в качестве источников селекционно-ценных признаков при создании новых урожайных отзывчивых и экологически пластичных сортов:
по урожайности - Омская 36 и Новосибирская 29 (среднеранние); ОмГАУ 90, Омская краса, Ершовская 34 и Омская 33 (среднеспелые); Мелодия, Памяти Леонтьева, Уралосибирская и Челяба юбилейная (среднепоздние);
по продуктивной кустистости - НАКЗОС, Ершовская 34, Катюша, Новосибирская 44, ОмГАУ 90, Свирель и Алтайская 105;
по числу зерен главного колоса - Памяти Азиева, Геракл, Ершовская 34, ОмГАУ 90, Фитон 41, Омская 38, Дарница, Мелодия, Свирель, Уралосибирская и Омская 41;
по массе зерна главного колоса - Алтайская 70, Омская 36, Сурская юбилейная, Геракл, Омская 38, Ершов-ская 34, Радуга, Свирель, Дарница и Уралосибирская;
по массе 1000зёрен - Омская 36, Алтайская 70, Сурская юбилейная, Омская краса, Омская 38, Радуга и Свирель.
Литература.
1. Пихенко И.Е. Использование в селекции яровой мягкой пшеницы мирового генофонда и местных сортов (к 50-летию районирования сорта Саратовская 29) // Сибирский вестник с.-х. науки. 2008. №1. С. 25-30.
2. Алабушев А.В. Состояние и пути эффективности отрасли растениеводства. Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2012. 384 с.
3. Рутц Р.И., Кашуба Ю.Н. Генетическое разнообразие сортов озимой пшеницы мировой коллекции ВИР по элементам структуры урожая в условиях Омского Прииртышья // Селекция на устойчивость растений к биотическим и абиотическим факторам среды: Материалы науч.-метод. конф. Новосибирск: Сибирское отделение РАСХН, 2006. С. 22-29.
4. Stakeholders' Priorities for Internationally-Coordinated Wheat Research/M.P. Reynolds, J. Dixon, K. Ammar, P. Kosina and H.-J. Braun // International Symposium on Wheat Yield Potential: Challenges to International Wheat Breeding. Mexico: D.F.: CIMMYT, 2008. P. 8-17.
5. Юсов В.С., Евдокимов М.Г., Татина Б.М. Изменчивость комбинационной способности твёрдой пшеницы в зависимости от условий выращивания // Экология, генетика, селекция на службе человечества: материалы 400-й междунар. науч. конф. Ульяновск: Ульяновский НИИСХ, 2011. С. 310-313.
6. Intosh R.A., Yamazaki Y., Dubcovsky J. et al Catalogue of gene symbols for wheat//Abstr. Ilth Intern wheat Genetics Symposium. Brisbane: Edited by McIntosh RA., 2008. P. 42-45.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований). М.: Колос, 1979. 416 с.
8. Гешеле Э.Э. Основы фитопатологической оценки в селекции растений / Изд. 2-е. перераб. и доп. М.: Колос, 1978. 208 с.
9. Казак А.А., Логинов Ю.П. Сорта немецкой селекции как исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы в лесостепной зоне Тюменской области //Аграрный вестник Урала. 2014. №4 (122). С. 10-14
10. Коробейников Н. И. Обоснование направлений селекции и основных параметров моделей сортов яровой мягкой пшеницы для условий лесостепи Алтайского края // Современные проблемы и достижения аграрной науки в земледелии, селекции и животноводстве: сб. науч. тр. Барнаул: Алтайский НИИСХ, 2005. С. 183-218.
11. Леонтьев С.И. Основные параметры моделей сортов яровой пшеницы интенсивного типа для степи и лесостепи Западной Сибири. Омск: СибНИИСХоз, 1988. 57 с.
12. Кумаков В.А. Физиологическое обоснование моделей сортов пшеницы. М.: Колос, 1985. 270 с.
BREEDING EVALuATION OF COLLECTION MATERIAL OF SPRING SOFT wHEAT OF DIFFERENT ECO-GEOGRAPHICAL ORIGIN uNDER CONDITIONS OF PRIOB FOREST-STEPPE OF ALTAI TERRITORY
V.S. Valekzhanin, N.I. Korobeinikov
Altai Research Institute of Agriculture, Nauchny gorodok, 35, Barnaul, 656910, Russia
Summary. The article presents the results of the study of 104 collection variety samples of spring soft wheat of Russian and foreign breeding of three groups of ripeness under conditions of Priob forest-steppe of Altai Territory. The aim of the study was to identify the most productive varieties, characterized by a complex of desirable signs and qualities of plants, for purposeful use of the best of them in breeding of new agro-environmentally specialized varieties of spring soft wheat. Field experiments were carried out in 2011-2014 at permanent establishment of Altai Research Institute of Agriculture. The area of a test plot was 10 sq. m; seeding rate was 5 million of germinating grains per a hectare. The average grain productivity for several years, components of yield structure, lodging resistance and injury by powdery mildew under favorable conditions were the main criteria of the value of collection samples. The diversity of weather conditions in experimental years made it possible to select and to recommend several cultivars as components for hybridization, which combined high productivity (2.5.. .3.3 t/ha) with resistance to lodging and powdery mildew. These varieties are Omskaya 36, Novosibirskaya 29, OmGAU 90, Omskaya krasa, Ershovskaya 34, Omskaya 33, Melodiya, Pamyati Leontieva, Uralosibirskaya and Chelyaba Yubileynaya. Promising sources for individual structural elements of plant productivity were selected. In particular, for productive tilling capacity they were NAKZOS, Ershovskaya 34, Katyusha, Novosibirskaya 44, OmGAU 90, Svirel and Altaiskaya 105; for the number of grains in the main ear - Pamyati Azieva, Gerakl, Ershovskaya 34, OmGAU 90, Fiton 41, Omskaya 38, Darnitsa, Melodiya, Svirel, Uralosibirskaya and Omskaya 41; for grain weight of the main ear - Altaiskaya 70, Omskaya 36, Surskaya Yubileynaya, Gerakl, Omskaya 38, Ershovskaya 34, Raduga, Svirel, Darnitsa and Uralosibirskaya; for the thousand grain weight -Omskaya 36, Altaiskaya 70, Surskaya Yubileynaya, Omskaya Krasa, Omskaya 38, Raduga and Svirel. Key words: wheat, genotype, breeding, yield, resistance, plant productivity elements.
Author Details: V.S. Valekzhanin, Cand. Sc. (Agr.), Senior Researcher (e-mail: [email protected]); N.I. Korobeinikov, Cand. Sc. (Biol.), Head of Breeding Center
For citation: Valekzhanin V.S., Korobeinikov N.I. Breeding evaluation of collection material of spring soft wheat of different eco-geographical origin under conditions of Priob forest-steppe of Altai territory // Dostizheniya nauki i tekhniki APK. 2015. V. 29. № 6. pp. 35-37 (In Russ).
