ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОТИПОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО КОМПЛЕКСУ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ

Малокостова Е.И.

кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией селекции яровой пшеницы,

Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева

ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОТИПОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ПО КОМПЛЕКСУ ХОЗЯЙСТВЕННО-ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ

Аннотация

В данной статье изучен селекционный материал в выходных звеньях яровой мягкой пшеницы в условиях юго-востока ЦЧЗ. Выявлена большая результативность выхода ценных линий при использовании в качестве родительских форм местных сортообразцов с сортами из других регионов РФ (II тип скрещиваний) и от скрещиваний местных форм с сортами из зарубежья (III тип скрещиваний), а также скрещивания между сортами из других регионов России (I тип скрещиваний), которые наиболее адаптированы к условиям юго-востока ЦЧЗ. Таким образом, в условиях 2016, 2017 гг для дальнейшей работы в выходных звеньях по селекции яровой мягкой пшеницы выявлен высокопродуктивный селекционный материал, с высоким содержанием клейковины в зерне, обладающий устойчивостью к основным болезням.

Ключевые слова: яровая мягкая пшеница, селекция, исходный материал, скрещивания, линии, урожайность.

Malokostova E.I.

PhD in Agriculture, Head of the Laboratory,

Scientific research institute of agriculture of the Central Black Earth strip of V.V.Dokuchayev

DESCRIPTION OF THE GENOTYPES OF SPRING SOFT WHEAT BY THE COMPLEX OF ECONOMICALLY VALUABLE CHARACTERISTICS

Abstract

The following article studies the selection material in spring soft wheat under the conditions of the southeast Central Blackearth Zone. We determined high efficiency of yielding valuable lines when using local forms of local varieties as paternal forms with varieties from other regions of the Russian Federation (type II of crossing) and from crossing local forms with varieties from abroad (type III crossing) as well as crossing between varieties from other regions of Russia (type I crossing), which are most adapted to the conditions of the southeast Central Blackearth Zone. Thus, we found a highly productive selection material with high gluten content in grain which is resistant to major diseases aimed at the selection of spring soft wheat under the conditions of 2016, 2017.

Keywords: spring soft wheat, selection, source material, crossing, lines, yield.

Актуальность проблемы. Чтобы иметь стабильные валовые сборы продовольственного пшеничного зерна должна возделываться в озимосеющих районах, куда входит ЦЧЗ, страховая культура - яровая пшеница. Плодородные почвы, обилие тепла и солнечной радиации при рациональном использовании ограниченного количества выпадающих осадков являются благоприятными условиями для выращивания сильных и высокоценных по качеству зерна и муки сортов яровой пшеницы. Но в определенные периоды роста и развития яровой пшеницы могут оказывать негативное влияние недостаток влаги, высокие дневные температуры мая и июня, сухость воздуха и другие факторы. В регионах, где часто повторяется весенне-летний тип засухи, по мнению большинства ученых необходимо увеличение периода «всходы-колошение» за счет более медленного развития периода «кущение-выход в трубку» или «кущение-колошение». Разница в использовании осадков сортами одной группы спелости определяется различием по ритму развития, т. е. по скорости прохождения отдельных этапов органогенеза. В этой связи Н.И. Вавилов [1]отмечал, что разнообразие пшеницы по ритму развития является генетически обусловленным признаком и приобретает важное значение в селекции на засухоустойчивость. При весенне-летней засухе яровая пшеница формирует урожай в основном за счет первичных корней, т. к. узловые корни в этих условиях развиваются слабо. Установлена высокая положительная связь сопряженности в засушливые годы между числом первичных корней и урожайностью [2], [3], [4]. Наличие связи корневой системы с надземной массой, с площадью листовой поверхности подтверждают исследования П.В. Данильчука, Г.К. Яценко [5].

Поэтому, для условий ЦЧЗ мы должны создавать сорта засухоустойчивые, с более мощной активно работающей корневой системой в период «всходы-колошение», с благоприятным сочетанием межфазных периодов, обладатьустойчивостью к  полеганию, болезням, при этом иметь зерно с высокими показателями качества и повышенной стабильностью их по годам. Урожайность не является абсолютной и неизменной особенностью сорта. Это результат реакции комплекса его наследственных факторов на условия внешней среды. Урожайность всегда также и результат определенных агротехнических свойств сорта, восприимчивости или устойчивости к неблагоприятным факторам. Поэтому селекционная работа на повышение урожайности должна вестись при постоянном учете этих свойств, ибо они тесно взаимосвязаны [6].

Основным методом селекции на урожайность является гибридизация. Квалифицировано подбирая исходные родительские формы, селекционер может получить новые сорта,совмещающие в себя хозяйственно-ценные признаки и свойства родителей и даже превосходящие их по степени выраженности отдельных признаков. Планомерные скрещивания тщательно подобранных форм стали преобладающим методом селекции растений [7]. Большинство сортов культивируемых у нас в стране и за рубежом было получено путем внутривидовых скрещиваний как близких между собой, так и отдаленных географически и экологически форм (8). В условиях Каменной Степи, где расположен НИИСХ ЦЧП им. В.В. Докучаева, продуктивность сорта реализуется при наличии у него комплекса адаптивных свойств к лимитирующим факторам среды, устойчивости к основным болезням, вредителям и др.

Материал и методика исследований. Для выявления результативности селекции в условиях меняющегося климата важно определить принципы подбора родительских форм. В качестве исходного материала в наших опытах использовались не только высокоурожайные сорта, но и формы, способные стабильно формировать хорошо выполненное зерно с отличным качеством клейковины, высокой силой муки и др. показателей хлебопекарной оценки. Исходный материал получали внутривидовой ступенчатой гибридизацией с последующим отбором высокопродуктивных константных форм, приближающихся по урожайности к сорту-стандарту (или превышающих его). Затем проводили повторные скрещивания выделенных наиболее ценных линий с коадаптированными комплексами генов между собой, а также с другими перспективными сортами. В качестве источников высокой продуктивности широко применяли местные сорта, сорта из России, Украины, Белоруссии, Германии, США. Использовали7 схем скрещивания,а также скрещивания сортов зарубежья с сортами из регионов РФ. Были проведены парные и ступенчатые скрещивания. Изучение выделенных по комплексу положительных признаков линий проводилось на делянках с учетной площадью 25 м²(КСИ и ПСИ) и 10 м²  (КП). Повторность в КСИ -4-х кратная, в ПСИ и КП – 3-х кратная. Изучение проводилось по методике Государственного сортоиспытания[9].Математическая обработка данных по урожайности  - по методике Б.А. Доспехова[10].

Результаты исследований. В таблицах 1 и 2 представлены характеристики ценных генотипов яровой мягкой пшеницы в условиях 2016, 2017 гг., полученных при разных типах скрещиваний.

 

Таблица 1 – Характеристика ценных генотипов яровой мягкой пшеницы в условиях Каменной Степи, 2016, 2017 гг.

Примечание: *- данные по клейковине даны за 2015 год.

В представленном селекционном материале наибольшим выходом достоверно продуктивных константных линий с высокой устойчивостью к основным болезням и содержанием в зерне клейковины 28 и более процентов обладали линии, полученные от скрещиваний местных форм с сортами из других регионов РФ (II тип) и от скрещиваний местных форм с сортами из зарубежья (III тип), а также скрещивания между сортами из других регионов России (I тип). Определенный интерес представляла ступенчатая гибридизация местного сорта с генотипами из разных регионов России. Получение высокопродуктивных морфобиотипов обусловлено, вероятно, аккумулированием генов, определяющих высокую урожайность, а также увеличением их дозы.Далее, по выходу ценных линий были скрещивания между зарубежным селекционным материалом и местными формами (IV тип). Низкий выход ценных линий наблюдался в цикле скрещиваний сортов из других регионов РФ с местными формами (VII тип) и с сортами зарубежья (VIтип), а также в скрещиваниях между местными формами (V тип) и самый низкий выход ценных линий при VIIIтипе (зарубежные сорта в скрещиваниях с сортами из других регионов России). В результате исследований за 2016 и 2017 гг. из конкурсного (КСИ), предварительного сортоиспытаний (ПСИ) и контрольного питомника (КП) было выявлено 50 высокопродуктивных линий яровой мягкой пшеницы.Эти линии превышали стандарт по урожайности от 0,9 до 11,1 ц/га (таблица 1 и 2). Линия 36(04) (таблица 1) под названием Воронежская 20 с 2016 года находится в Государственном сортоиспытании. Преимущество этого нового сорта по сравнению с районированным стандартом Черноземноуральская 2 – высокая устойчивость к бурой ржавчине, шведской мухе и более интенсивное прохождение периода от кущения до колошения. Сорт по качеству зерна относится к сильным пшеницам. Реализованная урожайность – 64,1 ц/га была получена в Пермском крае на Ординском сортоучастке в 2016 году.

Наибольшей урожайностью (40,0 и более ц/га) в среднем за два года изучения в ПСИ и КП обладали19 линий. Так в ПСИ таковыми были линии: 2(13) и 32(13) с прибавками в урожайности 9,9 и 5,7 ц/га соответственно (таблица 1). В КП выделено 17 линий (табл. 2).Среди них с урожайностью 44,4-52,0 ц/га были 7 линий: 481(14), 482(14), 1872(14), 1982(14), 1997(14),

2000(14), 2008(14), которые превышали стандарт по урожайности на 5,1-11,1 ц/га, большинство из которых имели клейковину свыше 30 %. Линия 1997(14) - лидер по урожайности (52,2 и 51,9 ц/га) в течение 2-х лет, с содержанием клейковины 28,6 %.

 

Таблица 2 – Характеристика ценных генотипов яровой мягкой пшеницы из контрольного питомника в условиях Каменной Степи, 2016, 2017 гг.

Примечание: *- данные по клейковине даны за 2015 год.  

Она высокоустойчива к бурой ржавчине, мучнистой росе, не поражается стеблевой ржавчиной, пыльной и твердой головней.

Заключение. Подводя итоги, можно сказать, что наибольший выход ценных линий отмечен при использовании в качестве родительских форм местных сортообразцов с сортами из других регионов РФ (IIтип скрещиваний) и от скрещиваний местных форм с сортами из зарубежья (III тип скрещиваний), а также скрещивания между сортами из других регионов России (Iтип скрещиваний),которые наиболее адаптированы к условиям юго-востока ЦЧЗ. Таким образом, в условиях 2016,2017 гг. для дальнейшей работы в выходных звеньях селекции яровой мягкой пшеницы выявлен высокопродуктивный селекционный материал (50 линий), обладающий устойчивостью к основным болезням с высоким содержанием клейковины в зерне. Великий селекционер, академик Э.Д. Неттевич, рассматривал сорт как живую биологическую систему, жизнь которой включает этапы рождения, жизни и смерти. Он писал: «С течением времени сорта стареют, но не вырождаются, стареют потому, что время постоянно движется вперед… чем быстрее идет прогресс в земледелии, тем чаще возникает необходимость заменять старые сорта новыми [11].

Список литературы / References

1. Вавилов Н.И. Теоретические основы селекции /Н.И. Вавилов. М.: Наука, 1967. – 511 с.
2. Шаманин В.П. Сопряженности количественных признаков и гибридов пшеницы в связи с селекцией на засухоустойчивость/В.П., Шаманин, С.А. Петуховский, С.А. Поликарпов // Селекция и семеноводство зерновых культур. - Омск, 1983. – С. 25-29.
3. Ведров Н.Г. Селекция и семеноводство яровой пшеницы в экстремальных условиях/Н.Г. Ведров - Красноярск, 1984. – 239 с.
4. Данильчук П.В. Развитие корневой и надземной массы у зерновых злаков в связи с продуктивностью и засухоустойчивостью/ П.В. Данильчук, Г.К. Яценко //Сборник научных трудов ВСГИ: « Вопросы генетики, селекции и семеноводства». – 1970. -вып. 9. – С. 163-171.
5. Малокостова Е.И. Роль зародышевых корней в формировании урожайности яровой пшеницы в зависимости от климатических условий/Е.И. Малокостова, А.Н. Хорин // Материалы Всероссийской научно-практической интернет-конференции, посв.125-летию А.П. Шехурдина. - Саратов, 2011. - / www.ariser.narod/ru/Litera/Surov.pdf.
6. Шмальц Х. Селекция растений (перевод с немецкого) /Х. Шмальц. – М.: Колос. – 1973. – 295 с.
7. Бриггс Ф. Научные основы селекции растений /Бриггс Ф., Ноулз П. – М.: Колос, 1972. – С.39.
8. Лукьяненко П.П. Гибридизация отдаленных эколого- географически форм озимой пшеницы /Лукьяненко П.П. //Селекция самоопыляющихся культур. –М.: Колос, 1969.- С. 9-21.
9. Методика государственного сортоиспытания с.-х. культур. Выпуск первый (общая часть) – М.: Колос, 1985. - 269с.
10. Доспехов Б.А. Методика опытного дела /Б.АДоспехов. - М.: Агропромиздат, 1985. – 351 с.
11. Неттевич Э.Д. Избранные труды /Неттевич Э.Д. – Москва-Немчиновка, 2008. –С.10-11.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Vavilov N.I. Teoreticheskiye osnovy selektsii [The theoretical basis of selection] /N.I. Vavilov. M.: Nauka, 1967. – 511 p. [in Russian]
2. Shamanin V.P. Sopryazhennosti kolichestvennykh priznakov i gibridov pshenitsy v svyazi s selektsiyey na zasukhoustoychivost' [Conjugacy of quantitative traits and hybrids of wheat in connection with selection for drought resistance] / V.P., Shamanin, S.A. Petukhovskiy, S.A. Polikarpov // Selektsiya i semenovodstvo zernovykh kul'tur [Selection and seed-growing of grain crops]. - Omsk, 1983. – P. 25-29. [in Russian]
3. Vedrov N.G. Selektsiya i semenovodstvo yarovoy pshenitsy v ekstremal'nykh usloviyakh [Selection and seed-growing of spring wheat under extreme conditions] / N.G. Vedrov - Krasnoyarsk, 1984. – 239 p. [in Russian]
4. Danil'chuk P.V. Razvitiye kornevoy i nadzemnoy massy u zernovykh zlakov v svyazi s produktivnost'yu i zasukhoustoychivost'yu [Development of root and overground weight in cereals in connection with productivity and drought resistance] / P.V. Danil'chuk, G.K. Yatsenko //Sbornik nauchnykh trudov VSGI: « Voprosy genetiki, selektsii i semenovodstva» [In: Problems of Genetics, Selection and Seed Production. - Collection of scientific works of WSGI]. – 1970. -vyp. 9. – P. 163-171. [in Russian]
5. Malokostova Ye.I. Rol' zarodyshevykh korney v formirovanii urozhaynosti yarovoy pshenitsy v zavisimosti ot klimaticheskikh usloviy [The Role of germinal roots in the formation of spring wheat yield depending on climatic conditions ] /Ye.I. Malokostova, A.N. Khorin // Materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy internet-konferentsii, posv.125-letiyu A.P. Shekhurdina [Materials of all-Russian scientific-practical Internet-conference, dedicated to 125th anniversary of A. P. Shehurdina]. - Saratov, 2011.-/www.ariser.narod/ru/Litera/Surov.pdf. [in Russian]
6. Shmal'ts KH. Selektsiya rasteniy (perevod s nemetskogo) [Selection of plants (translation from German) ] / KH. Shmal'ts. – M.: Kolos. – 1973. – 295 p. [in Russian]
7. Briggs F. Nauchnyye osnovy selektsii rasteniy [Scientific foundations of plant breeding] / Briggs F., Noulz P. – M.: Kolos, 1972. – P.39. [in Russian]
8. Luk'yanenko P.P. Gibridizatsiya otdalennykh ekologo- geograficheski form ozimoy pshenitsy [Hybridization of remote ecologically-geographically forms of winter wheat] /Luk'yanenko P.P. //Selektsiya samoopylyayushchikhsya kul'tur [Selection of self-polluting cultures]. –M.: Kolos, 1969.- P. 9-21. [in Russian]
9. Metodika gosudarstvennogo sortoispytaniya s.-kh. kul'tur. Vypusk pervyy (obshchaya chast') – M.: Kolos, 1985. – 269 p. [in Russian]
10. Dospekhov B.A. Metodika opytnogo dela [Technique of an experienced case]/B.ADospekhov. - M.: Agropromizdat, 1985. – 351 p. [in Russian]
11. Nettevich E.D. Izbrannyye trudy [Selected Works] /Nettevich E.D. – Moskva-Nemchinovka, 2008. –P.10-11. [in Russian]