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

 

ВЫПУСКИ ЖУРНАЛА

№6 2010

№5 2010

№4 2010

№3 2010

№2 2010

№1 2010

 

№1-6 2009

 

 

 

Теоретический и научно-практический журнал ISSN 2079-8733


 

УДК 633.11»324»:631.527 (470.630)

Зосименко М.В.,
ФГОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет, locisk@mail.ru

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СОРТОВОЙ ГЕТЕРОГЕННОСТИ
В СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ


При длительном репродуцировании сорта озимой мягкой пшеницы Степная 7 сформировалась сложная гетерогенная структура. Композитные сорта (композиты), полученные при объединении морфологически сходных селекционных линий, выделенных из этого сорта, отличаются комплексом хозяйственно-ценных свойств и представляют интерес в селекции на адаптивность и качество зерна.
While reproducing of mild winter wheat variety Stepnaya 7 for a long time it is formed a complex heterogeneous structure. Composite varieties (composites) received when combining of morphologic selection lines, extracted from a variety, possess a complex of economic-valuable features and arouse interest in selection on adaptability and grain quality.
Ключевые слова: озимая пшеница, аналитическая селекция, гетерогенность, адаптивность, композит, урожайность, качество зерна, селекционная линия.
Key words: winter wheat, analytic selection, heterogeneity, adaptability, composite, productivity, grain quality, selection line.

Введение. В соответствии с концепцией стратегии адаптивной интенсификации сельского хозяйства, предложенной А. А. Жученко [1], одним из стратегических направлений адаптивной селекции является восстановление у возделываемых сортов культурных растений гетерогенности по лимитирующим признакам, которая определяет высокую адаптивность естественных природных популяций. Для решения этой сложной задачи в селекции самоопыляющихся культур важно разработать новые методические подходы, основанные на объединении творческих возможностей естественного и искусственного отборов, а также методы формирования искусственной генотипической гетерогенной структуры сорта, обеспечивающей в конкретной эконише оптимальное сочетание адаптивных и хозяйственно-ценных свойств, сохранив при этом их фенотипическую морфологическую однородность. В процессе длительного репродуцирования сорта в конкретных условиях возделывания за счет влияния экстремальных факторов внешней среды происходит усиление спонтанного мутагенеза и рекомбиногенеза, что проявляется в изменении биотипического состава сортовой популяции. Наряду с биотипами, снижающими урожайность и качество продукции, устойчивость к неблагоприятным абиотическим и биотическим факторам среды, накапливаются биотипы, обладающие более высокой адаптивностью, продуктивностью растений, качеством продукции, что широко используется в аналитической селекции, давшей производству ряд широко известных сортов, в том числе и сорт Безостая 1, полученный этим методом из сорта Безостая 4 [2]. Адаптивные биотипы, которые накапливаются в сортовой популяции за счет микроэволюционных процессов при длительном репродуцировании сорта под влиянием естественного отбора, могут быть использованы в селекции на устойчивость к лимитирующим факторам среды, в том числе на устойчивость к фитозаболеваниям [3].
Материалы и методы. Целью нашей работы явилось проведение оценки по комплексу агробиологических свойств и признаков новых ценных селекционных линий, выделенных из сорта озимой мягкой пшеницы Степная 7, и композиционных сортов (композитов), полученных посредством смешения морфологически сходных селекционных линий. Сорт Степная 7, селекции Ставропольского ГАУ, более 30 лет используется в производстве и отличается конкурентоспособностью, особенно на солонцеватых почвах. При изучении биотипического состава сорта Степная 7 (разновидность эритроспермум) в 2005 г. на посеве VIII репродукции были отобраны 1000 (случайная выборка) колосьев разновидности эритроспермум. В дальнейшем в соответствии с общепринятым методом аналитической селекции [4] в связи с низкой продуктивностью 400 потомств были выбракованы, а оставшиеся 600 в этом же году высеяны в селекционном питомнике. Из них в 2006 г. отобрали 45 (7,5% от числа высеянных в СП) селекционных линий, которые представляли биотипы, отличающиеся ускоренным развитием, меньшей высотой растений (100 см), чем сорт Степная 7 (115 см), способностью формировать высокопродуктивный главный колос, которые были переданы для дальнейшего изучения в контрольный питомник, где они прошли оценку на зерновую продуктивность, отличимость и однородность [5], устойчивость к грибным листовым заболеваниям (мучнистая роса, септориоз, бурая ржавчина) и корневым гнилям. Оставленные после выбраковки 28 (62,2% от числа высеянных в КП) лучших селекционных линий были подвержены комплексной оценке по продуктивности, качеству зерна, адаптивным свойствам. Из числа лучших линий были взяты морфологически сходные, из которых сформировали два композита: трехкомпонентный и четырехкомпонентный. При этом, селекционные линии были смешаны в равных пропорциях по количеству семян, относительная доля растений каждой селекционной линии в композите равнялась соответственно 0,33 и 0,25 (Заявка на изобретение «Способ равномерного смешивания семян пшеницы при создании заданной гетерогенности популяции и устройство для его осуществления» № 2010107163/12 от 26.02.2010 г.). Трехкомпонентный композит, представляющий собой сочетание селекционных линий 9, 14 и 15, был назван Босмина, а четырехкомпонентный композит (сочетание селекционных линий 12, 22, 28 и 43) – Интеграл К.
В 2007 – 2009 с.- х. гг. композиты Босмина и Интеграл К, а также составляющие их селекционные линии изучались в конкурсном сортоиспытании на черноземе обыкновенном на опытном участке Александровского ГСУ, расположенного в районе неустойчивого увлажнения Ставропольского края. Для сравнительной оценки агробиологических особенностей композитов Босмина и Интеграл К, а также составляющих их селекционных линий был взят исходный сорт Степная 7 и стандартный сорт Дон 95. Повторность в опыте трехкратная, размещение вариантов систематическое, норма высева – 4,5 млн всхожих семян на гектар, предшественник – черный пар. Показатели качества зерна определялись в соответствии с действующими ГОСТами. Экспериментальные данные обрабатывали методами дисперсионного и корреляционного анализа.
Результаты. Погодные условия осеннего периода вегетации озимой пшеницы в годы опытов характеризовались оптимальным количеством тепла и влаги в почве. Различий в продолжительности периода всходы – начало кущения между композитами, селекционными линиями, сортом Степная 7 и стандартом Дон 95 не наблюдалось (табл. 1). Особенности в развитии растений сортов, композитов и селекционных линий проявились в период всходы – полное колошение. У селекционных линий колошение отмечалось раньше на 1–2 дня, чем у стандарта Дон 95 и на 2–3 дня, чем у исходного сорта Степная 7. У композитов колошение наступило на один день раньше составляющих селекционных линий. Продолжительность периода колошение-полная спелость у селекционных линий, композитов, как и стандарта Дон 95, была на 2–3 дня короче, чем у сорта Степная 7.


1. Продолжительность вегетационного и межфазных периодов у композитов и селекционных линий озимой пшеницы (2007–2009 гг.)

Сорт, композит, линия

Всходы – начало кущения, дней

Всходы – полное колошение, дней

Колошение – полная спелость, дней

Вегетационный период, дней

Дон 95, St.

15

222

42

264

Степная 7

15

223

44

267

линия 9

15

221

42

263

линия 14

15

221

42

263

линия 15

15

221

42

263

Босмина

15

220

42

262

линия 12

15

220

42

262

линия 22

15

220

42

262

линия 28

15

220

42

262

линия 43

15

220

42

262

Интеграл К

15

219

41

260


Отмеченные особенности роста и развития у селекционных линий и композитов нашли отражение в продолжительности вегетационного периода. Определяющее влияние на его продолжительность у сортов озимой мягкой пшеницы в зоне неустойчивого увлажнения Ставропольского края оказывают погодные условия весенней вегетации. В неблагоприятных погодных условиях весны 2009 года отмечалось замедленное развитие растений и заметное запаздывание колошения, что в итоге определило удлинение по сравнению с предыдущим годом продолжительности вегетационного периода у всех сортов и селекционных линий.
Исходный сорт Степная 7 в среднем за два года конкурсного сортоиспытания характеризовался более продолжительными периодами кущение – полное колошение (223 дня) и колошение – полная спелость (44 дня), что определило на три дня большую продолжительность вегетационного периода, чем у стандарта Дон 95 (264 дня). Селекционные линии 9, 14, 15 (263 дня) и 12, 22, 28, 43 (262 дня), а также композитные сорта Босмина (262 дня) и Интеграл К (260 день) отличались более коротким вегетационным периодом (на 4–7 дней меньше), чем сорт Степная 7.
Различия между сортами по темпам роста и развития растений нашли отражение в величине их урожайности. Урожайность зерна стандартного сорта Дон 95 в 2008 г. составила 4,63 т/га (табл. 2). Композиты и новые селекционные линии превысили стандарт на 0,18…0,99 т/га. Линии 15 (4,81 т/га) и 28 (4,82 т/га) по урожайности зерна были на уровне стандарта и вошли в II группу отличий (НСР05 = 0,24 т/га). Остальные селекционные линии и композиты превысили стандарт Дон 95 на существенную величину и соответствовали I группе отличий. В III группу вошел материнский сорт Степная 7 (3,49 т/га). Новые селекционные линии и композиты значительно превысили по урожайности зерна исходный сорт Степная 7. Урожайность зерна композита Босмина (5,33 т/га) превысила расчетную урожайность (5,13 т/га) на 0,20 т/га, у композита Интеграл К (5,62 т/га) урожайность зерна была выше средневзвешенной урожайности составляющих его селекционных линий (5,26 т/га) на 0,36 т/га.
В 2009 г. композиты и селекционные линии сформировали более высокую урожайность зерна и на существенную величину превысили стандарт Дон 95 и исходный сорт Степная 7. Исключение составила селекционная линия 22, которая во второй год опыта снизила урожайность (II группу отличий по сравнению со стандартом). Композиты Босмина (+0,16 т/га) и Интеграл К (+0,10 т/га) также превысили соответствующую расчетную урожайность.


2. Урожайность зерна композитов и селекционных линий озимой мягкой пшеницы, т/га

Сорт, композит, линия

Год

Среднее за 2 года

В т. ч. ± к стандарту

2008

2009

факт.

расчетн.

± к расчетн.

факт.

расчетн.

± к расчетн.

Дон 95, St.

4,63

-

-

4,81

-

-

4,72

-

Степная 7

3,49

-

-

4,30

-

-

3,9

–0,82

линия 9

5,45

-

-

5,70

-

-

5,58

+0,86

линия 14

5,13

-

-

5,75

-

-

5,44

+0,72

линия 15

4,81

-

-

5,29

-

-

5,05

+0,33

Босмина

5,33

5,13

+0,20

5,74

5,58

+0,16

5,54

+0,82

линия 12

5,5

-

-

5,58

-

-

5,54

+0,82

линия 22

5,53

-

-

5,52

-

-

5,38

+0,66

линия 28

4,82

-

-

5,66

-

-

5,24

+0,52

линия 43

5,18

-

-

5,59

-

-

5,39

+0,67

Интеграл К

5,62

5,26

+0,36

5,61

5,51

+0,10

5,62

+0,90

НСР05

0,24

-

-

0,43

-

-

-

-


В среднем за два года наиболее высокой прибавка к стандарту была у композитов: + 0,82 т/га у сорта Босмина и +0,90 т/га у сорта Интеграл К, а также у двух селекционных линий, входящих в эти композиты (+ 0,86 т/га у линии 9 и +0,82 у линии 12).
В 2008 году композиты и составляющие их селекционные линии формировали натуру зерна выше базисной (750 г/л) и выше, чем стандарт Дон 95, но ниже или на уровне исходного сорта Степная 7 (табл. 3). В 2009 году на уровне стандарта Дон 95 были селекционные линии, входящие в состав трехкомпонентного композита Босмина: линии 9 ,14 и 15, при этом сам композит сформировал натуру зерна несколько выше. Следует также отметить, что несмотря на то, что три из четырех составляющих линий (линии 12, 22 и 28) сформировали натуру зерна ниже базисного уровня, у композита Интеграл К величина показателя была намного выше. В среднем за два года стабильно высокую натуру зерна формировал композит Интеграл К и входящая в его состав селекционная линия 43.
В 2008 году композиты и селекционные линии отличались высокой стекловидностью зерна (85–96 %), выше базисной нормы (60 %), и по данному показателю соответствовали уровню 1-го класса (ГОСТ Р 52554–2006). Они превзошли и стандарт Дон 95, и исходный сорт Степная 7. В 2009 году стекловидность зерна снизилась на 4–28 %. Наибольшим снижение показателя (с 96 до 68 %) было у линии 43. Композитные сорта Босмина и Интеграл К в годы опытов стабильно формировали высокую стекловидность зерна, на уровне 1-го класса.


3. Качество зерна композитов и селекционных линий озимой мягкой пшеницы

Сорт, композит, линия

Натура зерна, г/л

Стекловидность зерна, %

Массовая доля сырой клейковины в зерне, %/группа качества

2008 г.

2009 г.

среднее за 2 года

2008 г.

2009 г.

среднее за 2 года

2008 г.

2009 г.

среднее за 2 года

Дон 95, St.

767

760

764

85

76

81

28,1/II

34,2/II

31,2

Степная 7

785

745

765

87

72

80

28,3/II

29,7/I

29,0

линия 9

772

762

767

90

71

81

22,3/II

31,0/I

26,7

линия 14

766

764

765

88

84

86

23,3/II

30,5/I

26,9

линия 15

768

761

765

94

89

92

22,4/II

31,1/I

26,8

Босмина

765

766

766

94

88

91

23,6/II

31,8/I

27,7

линия 12

780

740

760

91

74

83

27,3/II

32,8/II

30,1

линия 22

778

742

760

88

77

83

26,0/II

31,4/I

28,7

линия 28

782

744

762

92

74

83

24,7/II

31,1/II

27,9

линия 43

783

780

782

96

68

82

26,4/I

32,2/I

29,3

Интеграл К

785

778

782

93

85

89

28,6/I

32,6/I

30,6


Массовая доля клейковины в зерне у селекционных линий, композитов и стандарта Дон 95 определялась погодными условиями в годы исследований. В целом варьирование показателя было высоким. Сорт Степная 7 отличался его наибольшей стабильностью: 28,3 и 29,7 %, в 2008 и 2009 гг. соответственно. В среднем за два года четырехкомпонентный композит Интеграл К и входящие в его состав селекционные линии по уровню массовой доли клейковины в зерне (более 28,0%) соответствовали второму классу. Трехкомпонентный композит Босмина и составляющие его селекционные линии сформировали менее 28,0 % клейковины в зерне. На протяжении двух лет испытания I группа качества клейковины была у композита Интеграл К, а также у входящей в его состав селекционной линии 43. У остальных селекционных линий и композита Босмина отмечалась II или I (2009 г.) группа качества.
Выводы. Композитные сорта Босмина и Интеграл К отличались ускоренными темпами роста и развития, не только по сравнению с исходным сортом Степная 7, но и с составляющими их селекционными линиями, что соответствует адаптивной норме данной экониши.
По урожайности зерна композитные сорта Босмина и Интеграл К стабильно превышают стандарт Дон 95 и расчетную урожайность составляющих их селекционных линий (+0,10 …+ 0,36 т/га), что определяется адаптивным эффектом их генотипической гетерогенности. Четырекомпонентный композит Интеграл К отличается стабильно высоким качеством зерна, стабильно формирует зерно, отвечающее требованиям 1-го и 2-го класса.
Созданные композитные сорта удовлетворяют требованиям стратегии адаптивной интенсификации сельского хозяйства и имеют ряд преимуществ перед сортами, созданными методом индивидуального отбора из гибридных популяций: значительное сокращение периода создания сорта, увеличение адаптивного потенциала, морфологическая стабильность.

Литература

  • ­­Жученко А.А. Стратегия адаптивной интенсификации сельского хозяйства (концепция) – Пущино, 1994. – 167 с.
  • Лукьяненко П.П. О селекции высокоурожайных сортов сильных пшениц в Краснодарском крае // Вест. с.-х. науки.- 1960. – №5. – С. 32–
    40.
  • Кривенко А.А. Повышение засухоустойчивости озимой пшеницы в процессе улучшающего семеноводства / Проблемы борьбы с засухой:
    Сб. науч. Тр. Т 1. – Ставрополь: Изд-во СтГАУ «АГРУС», 2005.– С. 200–204.
  • Гуляев Г.В. Селекция и семеноводство полевых культур / Г. В. Гуляев, Ю. Л. Гужов – М.: Агропромиздат, 1987. – 447 с.
  • Guidelines for control plot test and field inspection of seed crops. – Paris: Organization for Economic and Development, 2003. – 351 p.

 

 

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