Оценка перспективных селекционных линий озимой пшеницы в период вегетации в условиях засухи

Оценка перспективных селекционных линий озимой пшеницы в период вегетации в условиях засухи

С.И. Денисова, аспирантка, Оренбургский ГАУ

Наибольший ущерб посевам наносят почвенные и воздушные засухи, охватывающие почти ежегодно значительную часть площадей зерновых культур. В Оренбургской области, по данным А.Г. Крючкова, в период с 1961 по 1995 гг. было 14 засушливых лет. По результатам его исследований, из среднемноголетней площади посевов зерновых культур за эти годы от засух страдало 83,4% посевов. Недобор урожайности по сравнению со среднемноголетним составил 31,1%.

Наиболее эффективным и экономичным способом защиты урожая сельскохозяйственных культур от засухи является выведение и возделывание устойчивых сортов [1].

Объекты и методы исследования. Нами в условиях жёстокой засухи 2010 г. были изучены селекционные линии озимой пшеницы Эритро-спермум 1234-07 F (Пионерская 32 X Светоч) X Пионерская 32, Эритроспермум 785-08 F (Пионерская 32 X Лютесценс 616), Эритроспермум

721-08 F (Пионерская 32 X Лютесценс) в сравнении со стандартом Саратовская 90 и районированным сортом селекции Оренбургского ГАУ Оренбургская 105.

Экспериментальная часть работы выполнена в течение 2009—2010 гг. на опытном поле ОГАУ. Линии изучали по типу конкурсного сортоиспытания в четырёхкратной полевой повторности. Предшественник — чёрный пар. Учётная площадь делянки составляла 20 м2. Сеяли в биологически оптимальные сроки, семена заделывали на глубину 7—8 см сеялкой СН-16, норма высева — 450 всхожих семян на 1 м2. Агротехника общепринятая для зоны возделывания, удобрения весной и осенью не вносились.

Результаты исследований. Погодные условия 2010 г. в весенне-летний период вегетации озимой пшеницы сложились очень неблагоприятно для роста, развития растений и формирования ими зерна. Так, в период трубкования среднесуточная температура превысила норму на +3,1 °С, в период колошение — молочная спелость — на +4,0 °С,

в период налива зерна — на +5,9 °С. Количество выпавших осадков в течение весенне-летней вегетации было практически равным нулю, что является свидетельством жестокой засухи.

Для селекционной оценки линий озимой пшеницы по комплексу признаков и свойств проводили следующие учёты и наблюдения:

— фенологические наблюдения и учёт зерновой продуктивности (урожайности) и её структуры по методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985);

— определение показателей донорно-акцеп-торных отношений между колосом и ассимиляционным аппаратом (Кумаков В.А., 1980).

Сложность произрастания озимой пшеницы в условиях Южного Урала заключается во взаимодействии процессов органообразования на протяжении всего продолжительного онтогенеза озимой пшеницы с постоянно варьируемыми погодными факторами резко континентального засушливого климата. Поэтому очень важен механизм этого взаимодействия. Из множества факторов внешней среды в процессе роста озимой пшеницы следует выделить, прежде всего, гидротермические, так как они лимитируют продолжительность фаз роста и развития растений и являются основными факторами снижения реализации высокого урожайного потенциала [2].

Продолжительность и соотношение межфаз-ных периодов — важное адаптивное и хозяйственно-ценное свойство в селекции пшеницы. С ним тесно связаны продуктивность, качество зерна, засухоустойчивость, поражение болезнями.

Для продуктивности растений озимой пшеницы и их выживания в перезимовку большое значение имеет продолжительность кущения в осенний период вегетации. Период осеннего кущения признан в качестве стартового показателя по заложению потенциала урожайности агроценоза озимой пшеницы.

Фенологические наблюдения показали, что наиболее быстрым переходом к кущению (24 сентября) и, следовательно, более длительным продолжением кущения в осенний период характеризовались линии Эритроспермум 1234-07 и Эритроспермум 785-08 (табл. 1).

Раннее колошение способствует сокращению критического периода выхода в трубку — колошения, когда, особенно в засушливых зонах, проявляется губительное действие суховейных явлений. Чем быстрее завершится формирование репродуктивных органов, тем в меньшей степени скажутся неблагоприятные условия.

Дата колошения у всех селекционных линий — 28 мая, что на один день позже стандарта и на восемь дней раньше районированного сорта. Продолжительность периода выхода в трубку — колошения у линий, так же как и у сорта Саратовская 90, составила 16—17 дней, в отличие от Оренбургской 105 (22 дня) (табл. 1).

Условия засухи значительно сократили период налива зерна озимой пшеницы, что не позволило растениям в полной мере реализовать свои потенциальные возможности по урожайности. Так, период колошения — восковой спелости у селекционных линий, как и у сорта Саратовская 90, составил всего 30—31 день, тогда как у районированного сорта лишь 26 дней.

С физиологической точки зрения, рост урожайности сортов в засушливой зоне означает более продуктивное использование ими влаги, которое складывается из способности взять из почвы и от осадков максимальное количество воды и дать на каждую её единицу максимальную зерновую продукцию. Это зависит от работы ассимиляционного аппарата и всей совокупности процессов, определяющих накопление биомассы и её хозяйственно-полезной части [3].

Изучение баланса сухого вещества демонстрирует распределение биомассы между органами растения перед началом налива зерна и соотношение колоса с ассимиляционным аппаратом.

Исследования показали, что на долю листьев у изучаемых линий приходится 15,9—16,7%, на долю соломины с листовыми влагалищами — 57,9—62,1%, колоса — 21,3—26,2% сухой биомассы главного побега (табл. 2). Таким образом, условия засухи не позволили чётко установить разницу между линиями в распределении сухой биомассы между вегетативными органами и колосом.

По исследованиям В.А. Кумакова (1980), масса колоса пропорциональна числу колосков и цветков в них, поэтому у высокопродуктивных

1. Время наступления фенофаз и продолжительность отдельных межфазных периодов сортов и перспективных селекционных линий озимой пшеницы

Сорта, селекционные линии Даты наступления фенофаз Продолжительность межфазных периодов, дн.

всхо- ды куще- ние коло- шение восковая спелость всходы- кущение выход в трубку -колошение колошение -восковая спелость

Саратовская 90 (St) 11.09 26.09 27.05 27.06 15 17 31

Оренбургская 105 (районированный сорт) 12.09 27.09 05.06 01.07 15 22 26

Эритроспермум 1234-07 11.09 24.09 28.05 28.06 13 16 31

Эритроспермум 785-08 11.09 24.09 28.05 27.06 13 17 30

Эритроспермум 721-08 12.09 26.09 28.05 27.06 14 16 30

2. Структура сухой биомассы главного побега и её распределение по органам в фазе цветения у сортов и перспективных селекционных линий озимой пшеницы

Сухая масса, мг (числитель) и доля отдельных органов

Сорта, селекционные в общей массе побега, % (знаменатель) Отношение

линии листовые пластинки соломина с листовыми влагалищами колос весь побег колос / листья

Саратовская 90 ^) 250 14,8 1094 64,9 341 20,3 1685 100 1,37

Оренбургская 105 187 778 314 1279 1,68

(районированный сорт) 14,6 60,8 24,6 100

Эритроспермум 1234-07 254 16,6 954 62,1 327 21,3 1535 100 1,28

Эритроспермум 785-08 226 16,7 800 59,0 330 24,3 1356 100 1,46

Эритроспермум 721-08 212 15,9 777 57,9 392 26,2 1341 100 1,66

3. Изменение сухой биомассы главного побега за период от цветения до полной спелости у сортов и перспективных селекционных линий озимой пшеницы

Сорта, селекционные линии Масса колоса в фазе цветения, мг Изменение массы от цветения до полной спелости, мг Масса колоса в полной спелости, мг Коэффициент прироста колоса за период налива зерна

колос вегета- тивные органы побег в целом

Саратовская 90 ^) 341 +855 -520 +335 1196 3,5

Оренбургская 105 314 +709 -128 +581 1023 3,3

Эритроспермум 1234-07 327 +1074 -769 +305 1401 4,3

Эритроспермум 785-08 330 +1047 -523 +324 1377 4,2

Эритроспермум 721-08 352 +944 -335 +419 1296 3,7

сортов должны складываться более напряжённые отношения между наливающимся зерном и ассимиляционным аппаратом. Из изучаемых селекционных линий наиболее тесной связью обладает линия Эритроспермум 1234-07, соотношение колос / листья составляет 1,28, что подтверждается наибольшей продуктивностью линии в сравнении со стандартом и районированным сортом.

Большая роль в увеличении урожайности принадлежит стартовой массе колоса перед началом налива зерна. Однако исследования показали, что линии Эритроспермум 1234-07 и Эритроспермум 785-08 имели меньшую массу колоса в фазе цветения (327 и 330 мг), чем сорт Саратовская 90 (341 мг), и наибольшую массу колоса в фазе полной спелости (1401 и 1377 мг), в сравнении со стандартом (1196 мг) (табл. 3). Это объясняется, прежде всего, наибольшим оттоком веществ из вегетативных органов.

Особое значение в условиях засухи приобретает коэффициент прироста колоса за период налива зерна. Изучаемые селекционные линии имели коэффициент прироста колоса больше, чем стандарт и районированный сорт. Наибольший коэффициент имели линии Эритроспермум 1234-07 и Эритроспермум 785-08 — 4,3 и 4,2 соответственно, что обусловило их наибольшую урожайность (табл. 3).

Важным показателем в селекции растений была и остаётся их продуктивность. Степень проявления потенциала продуктивности определяется генетической информацией, заложенной в растительной клетке, и условиями среды, в которых растения произрастают.

Исследования показали, что даже в условиях засухи все изучаемые селекционные линии превосходили стандарт и районированный сорт по урожайности. Наибольшую урожайность сформировали линии Эритроспермум 1234-07 (18,4 ц/га) и Эритроспермум 785-08 (18,0 ц/га), которая определялась количеством продуктивных растений на единице площади (255 и 258 шт./м2) и элементами продуктивности колоса — массой зерна с колоса (0,75 и 0,70 г), числом зёрен в колосе (24,01 и 26,59 шт.) и массой 1000 зёрен (31,00 и 29,17 соответственно) (табл. 4).

Вывод. Таким образом, селекционные линии озимой пшеницы Эритроспермум 1234-07 F (Пионерская 32 X Светоч) X Пионерская 32, Эритроспермум 785-08 F (Пионерская 32 X Лютесценс 616), Эритроспермум 721-08 F (Пионерская 32 X Лютесценс 616) в экстремально засушливых условиях характеризовались высокой урожайностью, наиболее быстрым переходом к кущению и более длительным кущением в осенний период, наиболее тесной связью между наливающимся зерном и ассимиляционным

4. Урожайность и её структура сортов и перспективных селекционных

линий озимой пшеницы

Сорта, селекционные линии Хозяйственная урожайность, ц/га Отклонение от стандарта, ц/га Кол-во продуктивных растений, шт./м2 й ^ п ^ ^ ? І а & [3 Коэффициент продуктивного кущения Масса зерна с колоса, г Число зёрен в колосе, шт. Масса 1000 зёрен, г

Саратовская 90 (St) 15,5 - 248 342 1,38 0,65 22,30 29,59

Оренбургская 105 (районированный сорт) 13,9 -1,6 241 371 1,54 0,58 21,96 26,21

Эритроспермум 1234-07 18,4 +2,9 255 380 1,49 0,75 24,01 31,00

Эритроспермум 785-08 18,0 +2,5 258 371 1,44 0,70 26,59 29,17

Эритроспермум 721-08 17,5 +2,0 256 371 1,45 0,70 25,72 29,92

аппаратом, а также наибольшим коэффициентом прироста колоса за период налива зерна. Поэтому представленные селекционные линии являются перспективными, представляют интерес для дальнейшего изучения и селекционного улучшения местного агроэкотипа озимой пшеницы.

Литература

1. Крючков А.Г. Основные принципы и методология агроэколо-гического районирования зерновых культур в степи Южного Урала. М.: Вестник Российской академии наук, 2006. 704 с.

2. Краснова Л.И. Биология, селекция, семеноводство озимой пшеницы на Южном Урале. Оренбург: Издательский центр ОГАУ, 2003. 380 с.

3. Кумаков В.А. Корреляционные отношения между органами растения в процессе формирования урожая // Физиология растений. Т. 27. М., 1980. С. 975-986.