CC BY
46
УДК 633.111.«321»:631.527
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО МАССЕ 1000 ЗЕРЕН
© 2018 Е.А. Дёмина, А.И. Кинчаров, Т.Ю. Таранова
Поволжский научно-исследовательский институт селекции и семеноводства им. П.Н. Константинова, г. Кинель, пгт. Усть-Кинельский
Статья поступила в редакцию 15.11.2018
Проведена оценка исходного материала яровой мягкой пшеницы различных эколого-географи-ческих групп по признаку масса 1000 зерен. Установлены связи между урожайностью образцов и массой 1000 зерен. Выявлены генетические источники, сочетающие высокую массу 1000 зерен и продуктивность среди образцов научных учреждений и селекционных центров РФ, а также сортов и линий селекции ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Выделившиеся образцы рекомендованы в качестве перспективного исходного материала для включения в селекционные программы научно-исследовательских учреждений Средневолжского региона.
Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, исходный материал, образец, генетический источник, масса 1000 зерен, продуктивность.
ВВЕДЕНИЕ
На сегодняшний день в Средневолжском регионе возделывают более 30 сортов яровой мягкой пшеницы, отличающихся по комплексу хозяйственно-ценных признаков. Разносторонняя оценка нового исходного материала позволяет выделить перспективные для селекции образцы по различным ценным признакам.
Для повышения эффективности селекционного процесса необходимо постоянно расширять и обновлять генетическое разнообразие исходного материала, использовать в работе новые сорта и гибриды различных эколого-географических групп. Это повышает адаптивность получаемого гибридного и селекционного материала, его разнообразие по хозяйственно-ценным признакам. Проводимая регулярно оценка нового исходного материала позволяет выделить и отобрать ценные в селекционном плане образцы с высокими показателями продуктивности, качества зерна и устойчивостью к различным абиотическим и биотическим стрессорам [1-3].
Ценность исходного материала для селекции возрастает с повышением степени его изученности. Кроме того, практически в каждом научном учреждении, где занимаются селекцией, созданы и ежегодно пополняются признаковые коллекции на основе выделенных генетических источников и доноров ценных признаков и свойств [4].
Дёмина Елена Анатольевна, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник, зав. лабораторией селекции и семеноводства яровой пшеницы. E-mail: [email protected]
Кинчаров Александр Иванович, кандидат сельскохозяйственных наук, директор. E-mail: [email protected] Таранова Татьяна Юрьевна, младший научный сотрудник лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы.
Масса 1000 зерен - генетически обусловленный признак, который вносит ощутимый вклад в продуктивность сортов. Кроме того он характеризует технологические и посевные качества семян и имеет большое значение как показатель их полноценности [5]. Изменение массы 1000 зерен у конкретного сорта также зависит от технологии его возделывания и агрометеорологических условий в период вегетации растений. Знание зависимости массы 1000 зерен от условий среды и наследственных (генетических) особенностей сортов позволит более целенаправленно подбирать и использовать исходный материал [6].
Цель исследований заключалась в сравнительной оценке исходного материала яровой мягкой пшеницы различных эколого-географи-ческих групп по признаку масса 1000 зерен, и выявлении образцов сочетающих высокие значения этого показателя с продуктивностью, для использования в селекции новых сортов.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования выполнялись в 2016-2017 гг. на базе лаборатории селекции и семеноводства яровой пшеницы ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Полевые опыты закладывались на полях селекционного севооборота по общепринятой для региона агротехнике. Предшественник - чистый пар. Площадь делянок коллекционного питомника 1 м2, повторность однократная, с частыми стандартами (через 10 опытных делянок). Норма высева образцов 450 всхожих зерен на м2.
Исходным материалом для оценки являлись коллекционные образцы яровой мягкой пшеницы различных эколого-географических групп. В изучении находилось 150 отечественных об-
разцов научных учреждении и селекционных центров РФ. В качестве стандарта высевался сорт Кинельская нива (ФГБНУ «Поволжский НИ-ИСС»). Изучение образцов проводили в соответствии с методиками Госкомиссии и ВИР [7-9].
Массу 1000 зерен определяли согласно Межгосударственному стандарту: ГОСТ 10842-89 Зерно зерновых и бобовых культур и семена масличных культур. Метод определения массы 1000 зерен или 1000 семян.
Статистическая обработка полученных данных осуществлялась с использованием пакета селекционно-ориентированных программ «Agros», научно-прикладных программ «Stat» и компьютерной программы «Excel».
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Подбор нового исходного материала с заданными хозяйственно-ценными признаками определяется особенностями агроклиматических и почвенных условий региона. В Средне-волжском регионе довольно большое значение уделяется показателю масса 1000 зерен, который характеризует товарность продукции яровой мягкой пшеницы, в основном за счет крупности и выполненности зерна.
Проведена оценка 150 отечественных образцов яровой мягкой пшеницы коллекционного питомника, включая 34 перспективных сорта селекции ФГБНУ «Поволжский НИИСС». Исследуемый исходный материал был представлен образцами из различных областей и республик РФ: Самарской, Ульяновской, Пензенской, Саратовской, Омской, Новосибирской, Алтайского и Красноярского края, Республик Татарстан и Башкортостан и др.
Изучаемые образцы были нами объединены в эколого-географические группы согласно регионам их происхождения: Средневолжский, Уральский, Нижневолжский, Западно-Сибирский, Восточно-Сибирский, Центральный, Центральночерноземный. Наибольшее количество образцов было представлено Средневолжским (55), Западно-Сибирским (44) и Нижневолжским (16) регионами РФ. Исходный материал проходил оценку по показателям масса 1000 зерен и урожайность, как отдельно по изучаемым со-ртообразцам, так и в пределах сформированных нами географических групп.
Масса 1000 зерен у изучаемых образцов варьировала в пределах от 27,8 до 45,7 г, коэффициент вариации признака (V) составил 8,3%. Средняя масса 1000 зерен у сортообразцов (х ±t05S ) составляла 38,8±0,55 г, у стандартного сорта Кинельская нива - 38,4 г. Наименьшая масса 1000 зерен 27,8-31,8 г в наших условиях наблюдалась у скороспелых сортов сибирской селекции: Тулунская 12 (Иркутская обл.), Ново-
сибирская 31, Полюшко (Новосибирская обл.), Зауралочка (Курганская обл.), Руслада (Кемеровская обл.). Помимо отмеченной ультраскороспелости, данные сорта были подвержены сильному развитию листовой бурой ржавчины, что в конечном итоге и могло повлиять на низкую массу 1000 зерен. Максимальные значения показателя масса 1000 зерен отмечены у сортов: Сигма (Омская обл.) - 45,7 г, Обская 2 (Новосибирская обл.) - 45,5 г, Кинельская 59 (Кинель) - 44,5 г, Экада 109 (Ульяновская обл.) - 44,1 г, Саратовская 70 (Саратовская обл.) - 44,2 г. В целом по сортообразцам можно отметить высокие значения изучаемого показателя у образцов из Самарской, Ульяновской, Саратовской, Оренбургской областей, Республик Татарстан и Башкортостан.
Среди эколого-географических групп варьирование признака масса 1000 зерен также было достаточно значительным. Коэффициент вариации признака (V) составлял 5,3-15,4% (табл. 1). Наибольшая вариация признака масса 1000 семян отмечена среди образцов Восточно-Сибирского (15,4%), Уральского (12,5%) и ЦентральноЧерноземного (11,7%) регионов. Средняя масса 1000 зерен у образцов различных регионов также имела существенные отличия. Наибольшие значения показателя были получены у образцов Средневолжского (39,9 г), Нижневолжского (39,4 г), и Уральского (38,2 г) регионов, то есть у образцов, созданных в условиях сходных с местом проведения исследований.
Урожайность у изучаемых сортообразцов варьировала в широких пределах от 210 до 888 г/ м2, коэффициент вариации (V) составлял 21,5%. Средняя урожайность образцов (хср±105Бхср) составляла 608±22,4 г/м2, у стандарта Кинельская нива - 716 г/м2. Урожайность стандарта превысили 28 изучаемых образцов. Низкая урожайность зерна в пределах 210-380 г/м2 была отмечена у следующих сортообразцов яровой мягкой пшеницы: Тулунская 12 (Иркутская обл.), Омская 35, Мелодия (Омская обл.), Альбидум 33 (Саратовская обл.), Полюшко (Новосибирская обл.). Как и в случае с массой 1000 зерен это в основном скороспелые образцы инорайонной селекции. Наибольшая урожайность зерна (от 800 г/м2 и выше) наблюдалась у шести изучаемых сортов: Кинельская юбилейная, Эритроспермум 4146, Эритроспермум 6381 (Кинель), Добрыня (Саратовская обл.), Оренбургская 22 (Оренбургская обл.), Тобольская (Алтайский кр.).
Среди сформированных нами эколого-гео-графических групп отмечено варьирование признака урожайность зерна в значительных пределах, коэффициент вариации (V) составлял 9,3-37,1% (табл. 2). Наиболее сильно признак варьировал в пределах Центрально-Черноземного и Восточно-Сибирского регионов. Средняя урожайность зерна внутри групп также имела до-
Таблица 1. Масса 1000 зерен у образцов яровой мягкой пшеницы по эколого-географическим группам, в среднем за 2016-2017 гг.
Регион (количество образцов) Масса 1000 зерен у образцов, г Коэффициент вариации (V), %
шт шах среднее
Средневолжский (55) 35,2 44,5 39,9 5,9
Нижневолжский (16) 35,2 44,2 39,4 6,2
Уральский (14) 30,1 42,9 38,2 12,5
Западно-Сибирский (44) 28,7 45,7 37,9 9,1
Восточно-Сибирский (10) 27,8 43,1 37,1 15,4
Центральный (5) 32,8 36,3 34,9 5,3
Центрально-Черноземный (6) 34,8 41,1 37,9 11,7
статочные различия. Наибольшая средняя урожайность получена у образцов Средневолжского (654 г/м2), Уральского (695 г/м2) и Центрального (709 г/м2) регионов.
Проведенный корреляционный анализ показал наличие слабой положительной зависимости между показателями урожайность зерна и масса 1000 зерен (г = 0,23, достоверно на 1% уровне), при критическом значении коэффициентов корреляции г005 = 0,159, г001 = 0,208.
В тоже время следует отметить, что некоторые крупнозерные образцы исходного материала показали урожайность зерна ниже стандарта Кинельская нива. В большинстве случаев это объясняется низкой продуктивной кустистостью изучаемых образцов и низким количеством продуктивных стеблей, сформированных к моменту уборки урожая. Данное обстоятельство необходимо учитывать при разработке плана скрещиваний.
По результатам исследований было выделено 24 образца яровой мягкой пшеницы, сочетающих высокие показатели массы 1000 зерен и урожайность зерна (табл. 3).
Прежде всего, это 11 перспективных сортов и линий селекции ФГБНУ «Поволжский НИИСС»: Кинельская юбилейная, Кинельская волна, Эри-троспермум 4089, Эритроспермум 4144, Эри-троспермум 4146, Эритроспермум 4147, Эритроспермум 4171, Эритроспермум 5289, Лютесценс 6310/2-21, Эритроспермум 6381, Эритроспермум
6517/24-1. А также сортообразцы отечественных селекцентров: Тулайковская 108, Тулайковская надежда (Безенчук), Экада 113, Ульяновская 100 (Ульяновск), Белянка, Добрыня, Саратовская 70 (Саратов), Башкирская 28, Салават Юлаев (Башкортостан), Оренбургская 22 (Оренбург), Апа-совка, Тобольская (Алтайский кр.), Мерцана (Тамбов).
Выделенные крупнозерные образцы яровой мягкой пшеницы, сочетающие высокую массу 1000 зерен и продуктивность, имеют определенную селекционную ценность как источники хозяйственно-ценных признаков и рекомендуются для включения в селекционные программы научных учреждений Средневолж-ского региона.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам исследований установлено наличие слабой положительной зависимости между показателями масса 1000 зерен и урожайность зерна (г = 0,23, достоверно на 1% уровне). Выделено 24 образца яровой мягкой пшеницы, сочетающих высокие показатели массы 1000 зерен и урожайность зерна, из них 11 перспективных сортов селекции ФГБНУ «Поволжский НИ-ИСС» и 13 образцов селекционных учреждений РФ. Выделенные крупнозерные образцы рекомендуются для включения в селекционные программы по Средневолжскому региону.
Таблица 2. Продуктивность образцов яровой мягкой пшеницы по эколого-географическим группам, в среднем за 2016-2017 гг.
Регион (количество образцов) Урожайность зерна, г/м2 Коэффициент вариации (V), %
min max среднее
Средневолжский (55) 384 846 654 17,4
Нижневолжский (16) 366 888 624 23,1
Уральский (14) 512 814 695 15,3
Западно-Сибирский (44) 328 872 536 20,1
Восточно-Сибирский (10) 210 698 532 36,3
Центральный (5) 654 782 709 9,3
Центрально-Черноземный (6) 456 780 618 37,1
Таблица 3. Выделенные генетические источники высокой массы 1000 зерен и продуктивности, в среднем за 2016-2017 гг.
Сорт № каталога ВИР Происхождение Масса 1000 зерен, г Урожайность зерна, г/м2
Кинельская нива, 64666 Кинель 38,4 716
Кинельская юбилейная - Кинель 38,9 846
Кинельская волна 66274 Кинель 40,3 750
Эритроспермум 4089 - Кинель 39,8 738
Эритроспермум 4144 - Кинель 40,8 768
Эритроспермум 4146 - Кинель 41,4 828
Эритроспермум 4147 - Кинель 39,6 730
Эритроспермум 4171 - Кинель 40,7 754
Эритроспермум 5289 - Кинель 39,5 754
Лютесценс 6ЗЮ/2-21 - Кинель 39,7 760
Эритроспермум 6381 - Кинель 39,0 804
Эритроспермум 6517/24-1 - Кинель 39,7 796
Тулайковская 108 65452 Безенчук 41,2 737
Тулайковская надежда 65827 Безенчук 41,2 788
Экада 113 65453 Ульяновск и др. 40,4 780
Ульяновская 100 - Ульяновск 44,0 710
Белянка 63054 Саратов 39,0 792
Добрыня 64252 Саратов 41,9 888
Саратовская 70 63212 Саратов 44,2 764
Башкирская 28 64852 Башкортостан 38,7 764
Салават Юлаев 65560 Башкортостан 40,7 732
Оренбургская 22 65567 Оренбург 42,9 814
Апасовка 65559 Алтайский кр. 38,7 716
Тобольская 65846 Алтайский кр. 40,1 872
Мерцана 65449 Тамбов 41,1 780
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дёмина Е.А., Кинчаров А.И., Муллаянова О.С. Оценка исходного материала яровой мягкой пшеницы на устойчивость к патогенам // Успехи современной науки. 2016. №10. Т. 5. С. 120-123.
2. Генетические источники ценных признаков яровой мягкой пшеницы и их использование в селекционном процессе / Е.А. Дёмина, О.С. Муллаянова, С.В. Третьякова, К.Ю. Чекмасова // Роль современной селекции и агротехники в мерах борьбы с засухой: материалы Международной научно-практической конференции посвященной 140-летию академика ВАСХНИЛ П.Н. Константинова (11-13 июля 2017 г., г.о. Кинель Самарской обл.). - Казань: Изд-во «Бук», 2017. С. 118-123.
3. Землянкина Ю.Н., Столпивская Е.В., Шиповало-ва А.В. Изучение исходного материала ярового ячменя для использования в селекционном процессе // Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2017. №11. С. 74-77.
4. Зотиков В.И. Роль генетических ресурсов в повышении продуктивности и экологической устойчивости растениеводства // Зернобобовые и крупяные культуры. 2017. №2(22). С. 4-8.
5. Пакуль В.Н., Шерина А.В. Сравнительное изучение образцов яровой пшеницы коллекции ВИР по комплексу агробиологических свойств и признаков // Достижения науки и техники АПК. 2009. №9. С. 7-8.
6. Стрижова Ф.М., Беленинова Л.В. Роль сортовых особенностей яровой мягкой пшеницы в формировании признака масса 1000 зерен // Вестник Алтайского ГАУ. 2012. №4(90). С. 19-20.
7. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск 2. М., 1989. 194 с.
8. Методические указания по изучению мировой коллекции пшеницы / под ред. В.Ф. Дорофеева. Л., 1977. 27 с.
9. Изучение коллекции пшеницы / О.Д. Градчанино-ва, А.А. Филатенко и др. // Методические указания. Л.: ВИР, 1985. 26 с.
COMPARATIVE EVALUATION OF INITIAL MATERIAL OF SPRING SOFT WHEAT IN THE MASS OF 1000 GRAINS
© 2018 E.A. Demina, A.I. Kincharov, T.Yu. Taranova
Volga Region Research Institute of Selection and Seed Farming named after P.N. Konstantinov, Kinel, Ust-Kinelsky
The estimation of the initial material of spring soft wheat of different ecological and geographical groups on the basis of the weight of 1000 grains was conducted. The connections between the yield of samples and the mass of 1000 grains were established. Identified genetic sources, combining high weight of 1000 grains and productivity among the samples of scientific institutions and breeding centers of the Russian Federation, as well as varieties and breeding lines of the FPBSI Volga RISS. The selected samples are recommended as a promising initial material for inclusion in the breeding programs of research institutions of the middle Volga region.
Keywords: spring soft wheat, initial material, sample, genetic source, weight of 1000 grains, productivity.
Elena Demina, Candidate of Agricultural Sciences, Senior Researcher, Head Laboratory of Breeding and Seed Production of Spring Wheat. E-mail: [email protected] Alexander Kincharov, Candidate of Agricultural Sciences, Director. E-mail: [email protected] Tatyana Taranova, Junior Researcher of the Laboratory of Breeding and Seed Production of Spring Wheat.
