Развитие отечественного АПК является одним из приоритетных направлений для нашей страны. Поэтому надеемся, что материалы публикуемые в журнале внесут достойный вклад в успешное развитие научного поиска, повышение значимости научных разработок, подъем сельскохозяйственного производства
 д. с.-х. н., профессор А.В.Алабушев

 

№6 2010

№5 2010

№4 2010

№3 2010

№2 2010

№1 2010

№6 2009

№5 2009

№4 2009

№3 2009

№2 2009

№1 2009

 

 

Теоретический и научно-практический журнал ISSN 2079-8733

УДК 633.14: 631.52

В.В. Чайкин,
канд. с.-х. наук;
Е.А. Тороп,
канд. с.-х. наук;
А.А. Тороп,
д-р с.-х. наук,
ГНУ Воронежский НИИСХ Росельхозакадемия
niish1c@mail.ru

ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МОРФОТИПЫ ОЗИМОЙ РЖИ

 

Дана характеристика новым созданным морфотипам озимой ржи. Первый характеризуется коротким, прочным, устойчивым к полеганию стеблем и крупными эректоидными листьями. Второй представляет полукарлик, способный выносить загущение и формировать густой продуктивный стеблестой. Оба морфотипа обладают высоким (до 9,4 т/га) потенциалом урожайности, что на 23,5 % выше стандартных сортов и устойчивостью к ряду неблагоприятных факторов среды.
It is given a characteristic of newly selected morphotypes of winter rye. The first one is characterized with a short, strong, stable to lodging stem and large erected leaves. The second one is a half-dwarf, able to grow in a thickening and to form a thick productive stalks. Both morphotypes have a high (up to 9,4 t/ha) productivity potential which is on 23,5 % higher than standard varieties and they are stable to a number of unfavourable surrounding factors.
Ключевые сорта: озимая рожь, селекция растений, морфотип растения, сорт.
Key words: winter rye, plant selection, plant morphotype, variety.

Несмотря на успехи селекции, морфотип возделываемых сортов озимой ржи несколько изменился лишь в последние десятилетия в связи с использованием в селекции источников доминантной короткостебельности. Но, и этот морфотип с точки зрения селекционера по-прежнему остается далеким от совершенства. Длинный, склонный к полеганию стебель, недостаточно развитая листовая поверхность, особенно верхнего яруса, препятствуют формированию высокопродуктивного ценоза. Низкая интенсивность морфогенеза в период формирования и налива зерна является причиной того, что озимая рожь, несмотря на самую длинную среди других зерновых колосовых культур продолжительность этого периода, формирует самое мелкое зерно (табл. 1). Необходим поиск и создание новых морфотипов.


1. Интенсивность морфогенеза морфотипов и сортов озимой ржи в разные периоды онтогенеза

Изученный материал

Периоды онтогенеза по З.А. Морозовой

1

2

3

Диплоидные аналоги

4,18

3,82

3,52

Тетраплоидные аналоги

4.12

3,38

3,62

Набор диплоидных сортов

4,78±0,049

4,55±0,042

4,07±0,041

Набор тетраплоидных сортов

5,18±0,062***

4,62±0,071

4,69±0,071***

Старый морфотип

4,49±0,082

4,40±0,080

4,06±0,078

Новый морфотип

4,97±0,061***

4,61±0,049*

4,07±0,049

Местные сорта старого
морфотипа

4,66

4,52

4,05

Инорайонные сорта старого
морфотипа

5,15

4,45

3,85

Инорайонные сорта нового
морфотипа

5,11±0,143

4,79±0,103

3,88±0,070

Местные сорта нового
морфотипа

4,84±0,084

4,58±0,135

4,18±0,100*


Цель наших исследований последних лет заключалась в том, чтобы изучить возможные варианты селекционного совершенствования озимой ржи и на основе имеющегося в нашем распоряжении исходного материала создать новый, наиболее приемлемый морфотип этой культуры, а на его основе – сорта, пригодные для возделывания в условиях нашего региона.
Материалы и методы. При подборе и создании исходного материала исходили из того, что повысить потенциал продуктивности без увеличения фотосинтезирующей поверхности нереально. Это связано еще и с тем, что с переводом селекции озимой ржи на короткостебельную основу, как можно видеть из рисунка, резко возросла роль листьев в формировании продуктивности колоса, от которой в значительной степени зависит урожай этой культуры.


Масса зерна с колоса у различающихся по высоте растений озимой ржи при закрытии белой непроницаемой для света бумагой различных органов в период формирования и налива зерна (1997–1999 гг.)

 


Увеличения индекса листовой поверхности можно добиться, используя крупнолистые формы и формы, способные формировать более густой продуктивный стеблестой. Исследования, проведенные в лаборатории в предшествующие годы, позволили выявить ряд интересных в этом отношении форм (табл. 2). Наибольшего внимания заслуживает: короткостебельный морфотип с крупными листьями (Популяция 54) и, учитывая условия нашего региона, морфотип с эректоидной ориентацией листьев (Популяция 56).
Еще К.А. Тимирязев (1948) в свое время предполагал, что эректоидная ориентация листьев способствует большей засухоустойчивости растений [6]. Кроме этого, посевы с эректоидной ориентацией листьев лучше освещены, что создает необходимое условие, обеспечивающее высокую фотосинтетическую активность растения, продуктивную кустистость и формирование многоколосковых колосьев, успешный налив зерна и хорошую отзывчивость на азотное удобрение [5].
Бoльшая засухоустойчивость форм с эректоидной ориентацией листьев в значительной мере обусловлена еще и тем, что у них не проявляется или проявляется незначительно полуденная депрессия в ходе фотосинтеза, т.е., по терминологии акад. Е.Ф. Вотчала, они являются «засухоурожайными». Е.Ф. Вотчал придавал особое значение состоянию растений в жаркие дни и в жаркие часы дня, т.е. в условиях, способствующих проявлению симптомов расстройства физиологических функций, в основе которого лежит нарушение водного баланса и повышение температуры листа.


2. Площадь фотосинтезирующей поверхности и содержание хлорофилла в органах растений
различных морфотипов в период налива зерна (1998–1999 гг.)

Сорт,
популяция

Колос

Листья

Стебель

Листовые
влагалища

Площадь, см 2

Содержание хлорофилла, мг/г
сухого вещества

Площадь, см 2

Содержание хлорофилла, мг, г

Содержание хлорофилла, мг, г

Площадь, см 2

Таловская 15, ст-т

53,3±1,45

3,0

17,6±1,26

0,87

0,46

135,1±5,17

Популяция 57

54,3±1,0

3,8

9,5±1,26***

1,10

0,58

153,0±3,71**

Популяция 56

57,3±1,09*

4,5

25,4±1,47***

1,19

0,40

161,7±4,68***

Популяция 54

60,9±1,12***

4,6

37,0±1,26***

1,24

0,50

175,3±4,48***

НСР05

0,4

0,21

0,11


Кроме этого, при эректоидной (вертикальной) ориентации листьев свет лучше проникает внутрь посева и лучше освещает листья всех ярусов. По данным Ю.К. Росс и В.К. Росс (1969), а также А.В. Нефедова и В.В. Пыльнева (1984), проникновение света внутрь такого посева увеличивается в несколько раз [4, 2]. А.А. Ничипорович (1980) сообщал, что посевы с эректоидной ориентацией листьев, благодаря лучшей осветленности, обладают большей интенсивностью фотосинтеза, что позволяет им формировать больший урожай. [3] Важно еще и то, что короткостебельные формы с эректоидной ориентацией листьев способны формировать густой стеблестой [1].
Дальнейшее совершенствование этого морфотипа шло по пути увеличения площади листьев, укорочения длины стебля и увеличения его прочности. С этой целью нами для дальнейшей работы путем свободного переопыления полукарликовой Популяции 57, Популяции 56 с эректоидной ориентацией листьев, крупнолистой Популяции 54 и прочностебельной Популяции 52 и последующих отборов была создана исходная популяция короткостебельных растений с эректоидной ориентацией листьев и прочной соломиной (ПЭК).
Полученные результаты и обсуждение. Предварительно некоторые варианты были проверены на модельных растениях. Прежде всего, был проверен вариант «крупный лист с эректоидной ориентацией». В результате было установлено, что увеличение крупности листа в сочетании с его эректоидной ориентацией позволяет резко увеличить продуктивность колоса. Так, в условиях разреженного посева масса зерна с колоса в среднем за два года составила у контроля (обычных по площади платофилов) 2, 292 ± 0,048 г, у эректоидов – 2, 576 ± 0,068 г, крупнолистых платофилов – 3,028 ±
0, 062 г, а у крупнолистых эректоидов – 3,254 ± 0,062 г. Превышения составили соответственно 12,4; 32,1 и 42,9 % и были значимы при Р > 0,990 – 0,999. Увеличение продуктивности колоса было обусловлено как увеличением числа зерен в колосе, так и массы зерновки.
В результате отбора из Популяции эректоидных карликов был создан сорт с принципиально новой архитектоникой – Таловская 41. По результатам конкурсного испытания этот сорт превысил стандарт Саратовскую 5 на 0,3 т/га. В экологическом сортоиспытании превышение этого сорта над стандартами составило в среднем 0,53 т/га. На искусственном инфекционном фоне сорт выделился повышенной устойчивостью к бурой и стеблевой ржавчине. Он также был устойчив к полеганию, имел хорошие хлебопекарные свойства. Отличался высокими (до 236 с) показателями «числа падения».
В условиях жесткой засухи 2007 г. этот сорт сформировал урожай 7,13 т/га, превысив засухоустойчивый сорт Саратовскую 5 на 0,23 т/га, и второй стандартный сорт Таловскую 15 на 1,31 т/га. Стебель сорта Таловская 41 короче на 34 см и на 138 г (34,9 %) прочнее на излом. Коэффициент устойчивости к полеганию в результате этого увеличился в сравнении с сортом Саратовская 5 почти в два раза.
Результаты испытания нового сорта в 2008 г. показали, что он отличается и большим потенциалом урожайности, а превышение над стандартным сортом составило 23,5 % (табл. 3).


3. Потенциальная урожайность (т/га) новых морфотипов озимой ржи,
(Митрофановка, 2008 г.)

А
Удобренность

В
Сорт

С
Норма высева семян, млн/га

Средний урожай
по фактору:

3

5

7

А

В

Без удобрения

Таловская 41

9,18

9,41

9,10

8,18

9,03

ГК 1193

7,35

6,51

7,39

7,31

Таловская 33

7,90

7,62

7,48

7,37

Популяция 52

8,68

8,19

8,57

8,30

Таловская 44

7,83

8,68

8,83

8,79

С удобрением

Таловская 41

8,98

8,94

8,58

8,14

 

ГК 1193

7,68

7,26

7,66

Таловская 33

7,70

6,76

6,73

Популяция 52

8,45

8,10

7,84

Таловская 44

8,97

9,00

9,44

Средний урожай по фактору С
(НСР 05 =0,18)
НСР05 =0,23 по фактору А
НСР05 =0,23 по фактору В

8,27

8,05

8,16

 


Приведенные выше данные позволяют считать, что созданный нами сорт обладает высоким потенциалом продуктивности в сочетании с повышенной устойчивостью, обусловленной генетической защитой к основным неблагоприятным факторам среды, характерным для нашего региона. Так, высокая устойчивость к полеганию обеспечивается короткой и прочной соломиной, устойчивость к основным болезням – высокой концентрацией устойчивых биотипов, а засухоустойчивость – особенностями архитектоники растения.
Сорт Таловская 41 хорошо зарекомендовал себя на Госиспытании и был предложен Госкомиссией для возделывания в 8 областях и Республике Татарстан [7].
На основе полукарликовой Популяции 57, способной сохранять к уборке густой продуктивный стеблестой, создан сорт Таловская 44, переданный в 2009 г. на Госиспытание. Этот сорт, кроме высокого потенциала продуктивности, отличается высокой устойчивостью к полеганию и прорастанию зерна на корню, высокими хлебопекарными качествами (табл. 3).
Выводы. 1. Увеличением площади листьев в сочетании с эректоидной ориентацией их можно существенно повысить потенциал продуктивности растений и их устойчивость к засухе.
2. Полукарликовые морфотипы озимой ржи, способные формировать густой продуктивный стеблестой, представляют ценный исходный материал для создания сортов с высоким потенциалом урожайности.

Литература

    • Лыфенко С.Ф., Данильчук П.В., Ериняк Н.И. Сортовые различия озимой пшеницы по площади листового аппарата и их связь с элементами продуктивности // Репродуктивный процесс и урожайность полевых культур: Сб. науч. тр. – 1981,
      ВСГИ. – С. 7–18.
    • Нефедов А.В., Пыльнев В.В. Роль листьев отдельных ярусов и остей в наливе зерна у различных генотипов озимой пшеницы // Н.- т. бюлл. ВСГИ.– 1984. – № 2 (52). – С. 11–14.
    • Ничипорович А.А. Фотосинтез и рост в эволюции растений и их продуктивности // Физиология растений.– 1980.– Т. 27. Вып. 5.– С. 942–961.
    • Росс Ю.К., Росс В.К. Пространственная ориентация листьев в посевах // Фотосинтетическая продуктивность растительного покрова. – Тарту, 1969. – С. 60–82.
    • Рубин Б.А. О некоторых физиологических аспектах проблемы продуктивности растений //
      С.-х. биология.– 1977.– Т. 12, № 2.– С. 165–175.
    • Тимирязев К.А. Избранные сочинения в 4-х томах: Том 2. Земледелие и физиология растений. – М.: Огиз-Сельхозгиз, 1948.– С. 125–142.
    • Шмаль В.В. Результаты государственного испытания новых сортов озимой ржи в Российской Федерации в 2005–2009 гг. // Озимая рожь: селекция, семеноводство, технологии, переработка. Материалы Всероссийской н.-п. конф. (г. Уфа, 1–
      3 июля 2009 г.) – Уфа, 2009. – С. 96 – 99.

     

© 2009 ГНУ ВНИИЗК
им. И.Г.Калиненко
Главная | Поиск | Авторам | Контакты | Архив