CC BY
31
УДК 633.11"324":631.526
СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ
А. В. ДРОБЫШ
УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия», г. Горки, Республика Беларусь, 213407
(Поступила в редакцию 22.01.2018)
В наших опытах изучались гибриды, полученные путем скрещивания 7 сортов озимой пшеницы отечественной и зарубежной селекции в реципрокных скрещиваниях. Оценку полученных комбинаций по элементам структуры урожайности проводили одновременно с анализом изучаемых показателей у родительских форм. Питомник гибридов F1-F3 озимой мягкой пшеницы в 2010-2012 гг. был представлен 12 гибридными комбинациями. В среднем за три года изучения комбинаций скрещиваний в питомниках гибридов, можно выделить наиболее продуктивные варианты, достоверно превышающие как сорт стандарт, так и родительские сорта. Среди этих комбинаций лучшими оказались Сюта х Легенда, Капылянка х Ядвися, Былина х Ядвися, Былина х Легенда и Сюита х Ядвися, которые дали прибавку в сравнении с стандартом до 24 ц/га. При изучении семенной продуктивности в селекционных питомниках можно отметить комбинацию скрещивания Сюита х Ядвися, растения которой в среднем за два года формировали 3,38 грамм зерен с одного растения. Наибольшая прибавка по урожайности наблюдалась у варианта Сюита х Ядвися и составила свыше 36 ц/га по сравнению с стандартом. В среднем за два года испытаний в СП-1 и СП-2 более 91% гибридных комбинаций смогли показать урожайность свыше 90 ц/га. При изучении продуктивности зерна с одного растения, можно отметить, что 50 % исследуемых образцов способны формировать более 3 грамм зерна, при этом биологическая урожайность данных вариантов находилась на уровне 942-1084 г/м2. Максимальная биологическая урожайность в среднем за два года в контрольном питомнике была получена у образца Сюта х Ядвися, которая составила 1084,2 г/м2. При этом фактическая урожайность по данному варианту составила 104,6 ц/га.
В результате исследований образцы Капылянка х Ядвися, Былина х Легенда, Былина х Ядвися, Сюита х Ядвися были выделены как наиболее продуктивные и стабильные, способные давать высокие урожаи зерновой массы, данные образцы, находятся на стадии конкурсного испытания.
Ключевые слова: внутривидовая гибридизация, продуктивность, озимая пшеница, урожайность, сортообразец, реци-прокные скрещивания.
In our experiments, we have examined hybrids obtained by crossing 7 varieties of winter wheat of domestic and foreign breeding in reciprocal crossings. The evaluation of obtained combinations according to the elements of yield structure was carried out simultaneously with the analysis of the studied indicators in the parental forms. The nursery of hybrids F1-F3 of soft winter soft in 20102012 was represented by 12 hybrid combinations. On average, in three years of studying combinations of crosses in hybrid nurseries, one can single out the most productive variants that significantly exceed both the standard variety and the parent varieties. Among these combinations, the best were Siuita x Legenda, Kapylianka x Iadvisia, Bylina x Yadvisya, Bylina x Legenda and Siuita x Iadvisia, which surpassed the standard by up to 2.4 t / ha. In the study of seed production in breeding nurseries, one can note a combination of crossing of Siuita x Iadvisia, whose plants formed 3.38 grams of grains from one plant on average over two years. The greatest increase in crop yield was observed in the variant Siuita x Iadvisia and amounted to over 3.6 t / ha in comparison with the standard. On average, over two years of testing in SP-1 and SP-2, more than 91% of hybrid combinations were able to show yields in excess of 9.0 t / ha. When studying the productivity of grain from one plant, it can be noted that 50% of the studied samples can form more than 3 grams of grain, while the biological yield of these variants was at the level of942-1084 g / m2. The maximum biological yield on average for two years in the control nursery was obtained from a sample of Siuita x Iadvisia, which was 1084.2 g / m . At the same time, the actual yield for this variant was 10.461 / ha.
As a result of the research, the samples of Kapylianka x Iadvisia, Bylina x Legenda, Bylina x Iadvisia, Siuita x Iadvisia were identified as the most productive and stable, capable ofyielding high yields of grain weight; these samples are at the stage of competitive testing.
Key words: intraspecific hybridization, productivity, winter wheat, yield, variety sample, reciprocal crosses.
Введение
Главным направлением в селекции озимой пшеницы является повышение общего потенциала урожайности и качества зерна. Конечная цель и главный критерий селекционной работы - создание стабильно высокоурожайного сорта. Генетический потенциал новых сортов составляет в общей доле урожая до 75 %. Его вклад в увеличение производства зерна в значительной степени зависит также от уровня агротехники [8, 9].
Селекция на повышение урожайности является сложной задачей. Она связана с комплексностью этого признака, который включает в себя много элементов количественного и качественного характера, генетическое наследование которых полигенно. На продуктивности сказываются все процессы роста и развития растения, поэтому она в большей степени подвержена воздействию факторов окружающей среды. Сложно оценить генетическую ценность селекционных образцов, так как наследуемость урожайных свойств и результативность отбора зависят от тесного взаимодействия генотипа со средой [1, 3].
Одним из важнейших вопросов в селекции на урожайность является вопрос подбора родительских пар. Основным путем предварительной оценки сортового разнообразия является сравнительное изу-
чение биологической урожайности и элементов ее структуры у сортов и сортообразцов. Важнейшими элементами, из которых слагается будущий урожай, являются продуктивность колоса и число продуктивных стеблей. В свою очередь продуктивность колоса слагается из таких признаков, как озер-ненность и масса 1000 зерен [2, 6, 4, 10].
Большинством авторов отмечено, что в зависимости от вида и группы спелости сорта озимой пшеницы могут характеризоваться различной степенью выраженности отдельных элементов структуры урожайности. При подборе родительских пар для скрещивания учитываются требования к новому сорту и осуществляется анализ родительских форм, их происхождение, ступень генетической дивергентности и фенотипических различий по элементам структуры урожайности, по устойчивости к неблагоприятным условиям роста и развития. Также необходимо учитывать наиболее стабильные признаки, такие как озерненность колоса, масса 1000 зерен и продуктивная кустистость. Однако следует учитывать взаимосвязи между количественными и качественными признаками. Например, известно, что связь между массой 1000 зернен и количеством белка является компенсационной, поэтому при селекции на урожайность и качество продукции необходимо вести контроль за обоими признаками. Практика свидетельствует, что для создания новых сортов лучше использовать исходный материал с максимальным числом ценных признаков. В связи с этим селекционеру необходимо знать характер и степень связи технологических показателей с урожайностью и элементами ее структуры
[5, 7].
Целью наших исследований являлось создание нового исходного материала для селекции озимой пшеницы на продуктивность зерна.
Основная часть
В наших опытах изучались гибриды, полученные путем скрещивания 7 сортов озимой пшеницы отечественной селекции в реципрокных скрещиваниях. Полевые исследования производились на опытном поле кафедры селекции и генетики БГСХА. Почва опытных участков дерново-подзолистая, развивающаяся на лессовидном суглинке, подстилаемой мореной. Глубина пахотного слоя 20-22 см. Содержание гумуса в почве 1,52-1,81 %. Подвижных форм фосфора 180-190 мг/кг почвы, калия 152176 мг/кг почвы. Степень насыщенности основаниями - 73,9-85,2. Реакция почвенной среды слабокислая фЦ^ - 5,6-6,1). Предшественником являлись люпин желтый и узколистный.
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.
Оценку полученных образцов по элементам структуры урожайности проводили одновременно с анализом изучаемых показателей у родительских форм.
Питомник гибридов Fl_Fз озимой мягкой пшеницы в 2010-2012 гг. был представлен 12 гибридными комбинациями (табл. 1).
Таблица 1. Питомник гибридов F1-Fз озимой мягкой пшеницы, 2010-2012 гг.
Сорт, гибрид Количество растений, шт./м2 Масса зерен, г. Биологическая урожайность, г/м2
с колоса с растения 2010 г. 2011 г. 2012 г. среднее +/-стандарт
Капылянка, st 274 1,44 2,88 824 814 768 791
Ската 276 1,60 2,83 729 854 759 781 -10
Навина 273 1,55 3,19 942 836 838 872 81
Ядвися 240 1,86 3,73 935 901 845 894 103
Легенда 264 1,68 3,24 906 831 827 855 64
Богатка 252 1,42 2,55 665 648 616 643 -148
Былина 249 1,96 3,45 795 889 894 859 68
Богатка х Былина 322 1,80 2,90 940 935 924 933 142
Богатка х Капылянка 312 1,74 2,80 887 880 856 874 83
Богатка х Сюита 318 1,86 2,84 935 910 867 904 113
Былина х Ядвися 306 1,90 3,40 1050 1048 1023 1040 249
Былина х Легенда 331 1,90 3,15 1040 1023 1066 1043 252
Капылянка х Ядвися 314 2,00 3,30 1086 1047 976 1036 245
Легенда х Сюита 318 1,70 2,81 920 879 884 894 103
Легенда х Былина 331 1,75 2,70 896 882 904 894 103
Навина х Сюита 321 1,80 3,00 1004 953 930 962 171
Сюита х Легенда 322 1,80 3,15 1036 1018 986 1013 222
Сюита х Ядвися 307 2,00 3,40 1089 1061 982 1044 253
Ядвися х Богатка 322 1,90 3,10 1027 988 980 998 207
НСР05 8,75 8,21 7,93
Количество растений сохранившихся к уборке на единице площади является важным показателем, влияющим на величину будущего урожая. Среди изучаемых комбинаций данный показатель варьировал в пределах от 306 до 331 растения на метре квадратном. Максимальная выживаемость к уборке наблюдалась у вариантов Былина х Легенда и Легенда х Былина и находилась на уровне 73,5 %. Среди изучаемых материнских сортов наибольшее количество растений перед уборкой наблюдалось у Сю^ы, Капылянки и Навины, 276, 274 и 273 шт./м2 соответственно.
Основным показателем индивидуальной продуктивности озимой пшеницы является масса зерна с одного растения. Среди изучаемых нами вариантов можно выделить сорт Ядвися, способный формировать на одном растении до 3,73 грамм зерна. Более 66 % изучаемых гибридных комбинаций достоверно превышали стандарт по данному признаку. Наиболее продуктивными оказались растения в комбинациях скрещиваний Былина х Ядвися и Сюита х Ядвися, превысившие показатель стандарта на 0,5 грамма. Показатель биологической урожайности является конечным критерием оценки при создании высокопродуктивных сортообразцов озимой пшеницы. В среднем за три года изучения комбинаций скрещиваний в питомниках гибридов, можно выделить наиболее продуктивные комбинации, достоверно превышающие как сорт взятый в качестве стандарта, так и родительские сорта. Среди этих комбинаций лучшими оказались Сюга х Легенда, Капылянка х Ядвися, Былина х Ядвися, Былина х Легенда и Сюита х Ядвися, которые дали прибавку к стандарту до 207-252 г/м2, что составляет 20-25 ц/га.
Таблица 2. Характеристика комбинаций гибридов и озимой пшеницы в СП-1 и СП-2, 2013-2014 гг.
Сорт, гибрид Количество растений, шт./м2 Масса семян, г. Биологическая урожайность, г/м2
с колоса с растения 2013 г. 2014 г. среднее +/-стандарт
Капылянка, st 278 1,51 2,57 800 624 712
Скота 290 1,60 2,87 864 783 824 112
Навина 295 1,54 2,69 847 737 792 80
Ядвися 301 1,65 2,89 866 861 864 152
Легенда 297 1,48 2,67 764 811 788 76
Богатка 290 1,46 2,63 726 785 756 44
Былина 290 1,54 2,55 704 759 732 20
Богатка х Былина 314 1,73 2,89 881 928 905 193
Богатка х Капылянка 315 1,72 2,75 853 878 866 154
Богатка х Сюита 305 1,86 3,09 960 921 941 229
Былина х Ядвися 315 1,91 3,08 965 974 970 258
Былина х Легенда 326 1,84 3,00 993 954 974 262
Капылянка х Ядвися 318 1,83 3,02 972 947 960 248
Легенда х Сюита 311 1,83 2,95 904 928 916 204
Легенда х Былина 314 1,78 2,96 867 991 929 217
Навина х Сюита 307 1,74 3,06 927 946 937 225
Сюита х Легенда 321 1,76 2,89 913 938 926 214
Сюита х Ядвися 318 1,93 3,38 1070 1082 1076 364
Ядвися х Богатка 318 1,88 3,06 962 979 971 259
НСР05 7,42 8,24
Результаты по изучению семенной продуктивности и биологической урожайности у материнских сортов и гибридных комбинаций в СП-1 и СП-2 представлены в табл. 2. Как и в гибридных питомниках, все комбинации скрещиваний превышали стандарт и большинство материнских сортов по количеству растений к уборке на единице площади. Наибольшая выживаемость наблюдалась у варианта Былина х Легенда, которая составила 72,4 % против 61,7 % у сорта Капылянка, взятого в качестве стандарта. В среднем за 2013-2014 гг. изучаемые сорта и гибриды формировали на метре квадратном от 278 до 326 растений.
При изучении семенной продуктивности в селекционных питомниках можно отметить комбинацию скрещивания Сюита х Ядвися, растения которой в среднем за два года формировали 3,38 грамм зерен с одного растения. Более 58 % изучаемых гибридов показали высокие результаты по массе зерна с растения. Этот показатель у них достигал до 3 и более граммов.
Наибольшая прибавка по урожайности наблюдалась у варианта Сюита х Ядвися и составила свыше 36 ц/га по сравнению с стандартом. В среднем за два года испытаний в СП-1 и СП-2 более 91 % гибридных комбинаций смогли показать урожайность свыше 90 ц/га (974,3-1084,2 г/м2).
В табл. 3 представлены результаты изучения образцов озимой пшеницы в контрольном питомнике. В 2015-2016 гг. контрольный питомник включал 12 номеров. В наших исследованиях показатель количества растений сохранившихся к уборке варьировал в пределах от 260 до 325 растений на метре квадратном. Лучшими по данному признаку оказались варианты Былина х Легенда и Сюга х Ядвися, превысившие стандарт на 56 и 59 растений соответственно.
Таблица 3. Урожайность зерна образцов озимой пшеницы в контрольном питомнике, 2015-2016 гг.
Сорт, образец Урожайность по годам, ц/га Кол-во растений на м2 Продуктивная кустистость Масса семян, г./раст. Биологическая урожайность, г/м2
2015 2016 среднее +/- к st
Капылянкаst 76,5 61,3 67,2 266 1,92 2,7 731,5
Богатка х Былина 92,1 90,4 88,1 21,0 309 1,67 3,0 929,7
Богатка х Капылянка 86,3 87,0 85,1 17,9 311 1,60 2,8 882,7
Богатка х Сюита 91,6 90,3 90,8 23,7 307 1,67 3,1 945,6
Былина х Ядвися 96,4 93,4 94,2 27,0 311 1,62 3,1 974,3
Былина х Легенда 94,5 90,2 93,0 25,8 322 1,61 3,0 965,8
Капылянка х Ядвися 93,5 91,5 92,6 25,4 317 1,69 3,1 966,3
Легенда х Сюита 90,2 93,7 90,1 28,8 312 1,61 3,0 935,0
Легенда х Былина 91,2 88,2 89,5 22,3 310 1,69 3,0 929,8
Навина х Сюита 92,0 91,8 91,0 23,8 306 1,77 3,1 942,1
Сюита х Легенда 92,6 96,3 91,5 24,4 320 1,63 3,0 949,5
Сюита х Ядвися 102,2 104,7 104,6 37,5 325 1,78 3,3 1084,2
Ядвися х Богатка 92,1 87,2 91,6 24,4 311 1,63 3,1 952,0
Среднее 91,6 89,7 89,9 314 1,70 3,0 936,4
НСР05 3,45 2,84
Известно, что урожайность пшеницы слагается из двух показателей: таких как густота продуктивного стеблестоя и масса зерна с колоса. Эти два элемента структуры урожайности взаимно исключают друг друга, то есть повышение одного показателя сопровождается снижением другого. Наиболее плотный продуктивный стеблестой сформировался у номеров Навина х Сюита и Сюита х Ядвися, на уровне 540-580 стеблей с метра квадратного. Худшими по данному показателю, не превышающими стандарт, оказались варианты Богатка х Капылянка, Легенда х Сюита, Былина х Ядвися и Ядвися х Богатка сформировавшие на 1 м2 менее 510 продуктивных стеблей.
При изучении продуктивности зерна с одного растения, можно отметить, что 50 % исследуемых образцов способны формировать более 3 грамм зерна, при этом биологическая урожайность данных вариантов находилась на уровне 942-1084 г/м2. Максимальная биологическая урожайность в среднем за два года в контрольном питомнике была получена у образца Сюга х Ядвися, которая составила 1084,2 г/м2. При этом фактическая урожайность по данному варианту составила 104,6 ц/га.
Заключение
В результате изучения 12 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 образцы Капылянка х Ядвися, Былина х Легенда, Былина х Ядвися, Сюита х Ядвися были выделены как наиболее продуктивные и стабильные, способные обеспечивать высокую урожайность зерна. Эти образцы проходят конкурсное испытание и предварительное размножение перед передачей в Государственное сортоиспытание.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белоусова, Е .М. Качественный потенциал сортов пшеницы, его оценка и роль в технологических процессах переработки зерна / Е. М. Белоусова // Проблемы повышения качества зерна пшеницы и других зерновых культур.-М., 1998. -С. 49-55.
2. Беркутова, Н. С. Методы оценки и формирования качества зерна / Н. С. Беркутова - М., 1991. - 207 с.
3.Гриб, С. И. Технология селекционного процесса и резервы селекции / С. И. Гриб // Селекция и семеноводство. -1983. - №7. - С. 15-17.
4. Дробыш, А. В. Использование внутривидовой гибридизации в селекции озимой мягкой пшеницы / А . В. Дробыш, Г. И. Таранухо // Вестник БГСХА. - 2017. -№2. - С. 30-34.
5. Есимбекова, М. А. Морфофизиологические показатели в селекции озимой пшеницы на продуктивность и адаптивность [Текст] / М. А. Есимбекова, М. Ш. Сулейменова, К. Б. Мукин // Научные приоритеты инновационного развития отрасли растениеводства: результаты и перспективы: материалы Междунар. науч.-практ. конф. / Национальная академия наук Беларуси, РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию». - Жодино, 2011. - С. 184-187.
6. Коледа, К. В. Селекционно-генетические аспекты создания интенсивных сортов мягкой озимой пшеницы [Текст] / К. В. Коледа, И. И. Коледа, Е. К.Живлюк // Сельское хозяйство - проблемы и перспективы: сборник научных трудов: в 2 т. / Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь, учреждение образования «Гродненский государственный университет». - Гродно, 2008. - С. 87-95.
7. Коптик, И. К. Научно-методические подходы и результаты селекции озимой мягкой пшеницы (ТгШсит aestivum L.) в Республике Беларусь [Текст] / И. К. Коптик // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наук. - 2010. - № 1. - С. 47-54.
8. Коптик, И. К. Качество новых сортов пшеницы - гарантия обеспечения Беларуси продовольственным зерном / И. К. Коптик // Наше сельское хозяйство. - 2011. - №8 -С. 17-20.
9. Пшеница: учебное пособие / Г. И. Таранухо [и др.]. - Минск, 2007. - 72 с.
10. Таранухо, Г. И. Частная селекция и сортоведение зерновых культур: учебное пособие / Г. И. Таранухо. - Горки, 1987. - 60 с.
