СПОСОБ ОТБОРА ВЫСОКОПРОДУКТИВНЫХ ФОРМ ОЗИМОЙ РЖИ ПРИ СЕЛЕКЦИИ НА ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ
METHOD OF SELECTION OF WINTER RUTTISHNESS WITH HIGH YIELD DURING XEROPHYTISM SELECTION

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к селекции растений.
Основными направлениями в селекции каждой культуры является повышение продуктивности и устойчивости к действию неблагоприятных факторов среды, которая обеспечивает стабильность достигнутого уровня урожайности. В связи с этим абсолютное большинство предлагаемых методов селекции прямо или косвенно предусматривает улучшение указанных свойств.
Наиболее надежным способом отбора желаемых форм является отбор по результатам учета продуктивности при многократном испытании селектируемого материала в соответствующих условиях и параллельном сравнении со стандартом. Этот способ обеспечивает высокую точность и надежность. Но из-за довольно большой трудоемкости и значительных материальных затрат средств и времени он используется лишь на заключительных этапах селекционного процесса [1, стр.242-243]. На начальных этапах отбор желаемых генотипов проводят по результатам учета продуктивности растений и отдельных ее элементов [2, стр.142-147]. Этот способ также довольно затратный и требует много времени. Поэтому основной целью предлагаемых обычно способов является, как правило, сокращение времени и затрат для достижения желаемой цели.
При анализе предложенных к настоящему времени способов повышения продуктивности селектируемых культур их с определенной долей условности можно разделить на две группы. Первая группа предусматривает отбор высокопродуктивных форм по признакам и свойствам, которые коррелируют с продуктивностью растений [3-14]. Учитывая большую сложность генетического контроля такого признака, как продуктивность, его большую зависимость от условий среды, считаем эти способы не всегда достаточно надежными. Часто сами корреляционные зависимости требуют объяснения с точки зрения причинной зависимости.
Большего внимания заслуживают способы, основанные на морфологических, габитусных оценках [15-23]. Эти способы предусматривают оценки и отбор высокопродуктивных форм непосредственно по показателям отдельных элементов продуктивности или органов растений, обуславливающих уровень продуктивности.
Наиболее близким к предлагаемому является «Способ отбора высокопродуктивных растений» (Авторское свидетельство Su №665858, Кл. А01Н 1/04, 1979), принятый за прототип, включающий посев семян и выращивание растений, измерение площади всех листьев на каждом растении и отбор для селекции растений с максимальной площадью листьев.
Недостатком способа является его большая трудоемкость, вызванная необходимостью измерения всех листьев у всех растений селектируемой популяции, что требует много сил и времени.
Вторым существенным недостатком прототипа является то, что созданный таким способом сорт будет иметь ограниченный ареал распространения, так как сорта с большой площадью листьев отличаются большой транспирацией [24] и могут реализовать свой потенциал только в условиях с достаточной обеспеченностью влагой и при отсутствии засухи [25].
К числу недостатков этого способа необходимо отнести также и то, что он не предусматривает изоляции отбираемых растений из исходной популяции до цветения, что в значительной степени уменьшает эффективность.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности отбора высокопродуктивных форм озимой ржи и снижение трудозатрат.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе отбора высокопродуктивных форм озимой ржи при селекции на засухоустойчивость, включающем выращивание растений и отбор лучших по морфологическим признакам, согласно изобретению, для отбора используют величину и ориентацию листьев в пространстве, при этом в качестве высокопродуктивных отбирают крупнолистные формы, у которых лист отходит от стебля под острым углом, а отбор проводят до цветения. Величина и ориентация листьев оценивается визуально.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Семена селектируемой популяции, содержащей желаемый тип растений, высевают в поле. До цветения проводят глазомерный отбор растений с крупными листьями, отходящими от стебля под острым углом, и изолируют их любым из известных способом, например пересадкой на пространственно изолированный участок. Оставляют там для свободного переопыления с последующим доращиванием до полного созревания. После созревания убирают и полученные семена высевают для размножения.
Проверка эффективности предлагаемого способа. Из популяции, созданной в результате свободного переопыления форм озимой ржи, обладающих в отдельности определенными ценными признаками, указанным способом был проведен отбор растений с крупными эректоидными (отходящими от стебля под острым углом) листьями и сформирована новая популяция. В результате объединения в одном генотипе таких признаков, как «крупные листья» и «эректоидная ориентация листьев», их продуктивность была резко увеличена благодаря совместному действию этих признаков (табл.1). Так у форм с обычной величиной листа, обозначенных нами как «мелколистные платофиллы», масса зерна с колоса равнялась в среднем за два года 2,275 г, а у крупнолистных эректоидов - 3,230 г. Превышение составило 42,0%. Каждый фактор в отдельности оказывал значительно меньшее влияние: эректоидная ориентация листьев обусловила повышение продуктивности колоса на 9,2%, а увеличение крупности листьев - 29,3%.
Увеличение продуктивности колоса обусловлено как увеличением числа зерен в колосе, так и массой зерновки. Количество зерен в колосе при сочетании крупного листа с его эректоидной ориентацией увеличилось на 35,2%, а масса зерновки - на 6,2%.
Таблица 1
Продуктивность колоса у растений озимой ржи, различающихся по величине и ориентации листьев, г
Ориентация листьев А
Величина листа В
Год С
Среднее по фактору:
2005
2006
А (НСР<sub>05</sub>=0,16)
В (НСР<sub>05</sub>=0,16)
Платофиллы
Мелколистные
2,22
2,33
2,62
2,39
Крупнолистные
2,93
2,98
3,09
Эректоиды
Мелколистные
2,25
2,74
2,86
Крупнолистные
3,09
3,37
Среднее по фактору С (НСР<sub>05</sub> - 0,16)
2,62
2,86
НСР<sub>05</sub> частных = 0,32
Созданная таким способом популяция (ПЭК) после размножения была испытана в питомнике сортоиспытания в сравнении с районированными в регионе сортами. Один из них (Саратовская 5) отличается высокой засухоустойчивостью. Результаты испытания в острозасушливом 2007 году представлены в таблице 2. Приведенные там данные подтверждают, что созданная предлагаемым способом популяция, как и сорт Таловская 41, созданный на ее основе, в условиях жесткой засухи успешно конкурирует с возделываемыми в производстве сортами. Популяция ПЭК превысила засухоустойчивый сорт Саратовская 5 на 5,4%, а высокопродуктивный в обычных условиях, но недостаточно засухоустойчивый сорт Таловская 15 - на 24,9%.
На опорном пункте Института «Митрофановский», расположенном на юге Воронежской области, в более жестких по влагообеспеченности условиях, ПЭК в среднем за 5 лет превысила сорт Саратовская 5 по урожайности на 30,2%.
Таблица 2
Урожайность популяции озимой ржи, созданной предлагаемым способом, в засушливых условиях 2007 года
Название сорта (популяции)
Происхождение, характеристика
Урожайность, т/га
Саратовская 5
Районированный засухоустойчивый сорт
6,90
Таловская 15
Районированный высокопродуктивный сорт недостаточно засухоустойчивый
5,82
ПЭК
Популяция, сформированная предлагаемым способом
7,27
Таловская 41
Сорт, созданный на основе популяции, сформированной предлагаемым способом
7,13
НСР<sub>05</sub>
0,42
Предложенный нами способ основан на совместном действии двух эффективных факторов повышения продуктивности растения - увеличении площади ассимилирующей поверхности и предохранении растений от излишнего испарения влаги во время засухи благодаря эректоидной ориентации листьев. Эректоидная ориентация листьев защищает растения от перегрева в полуденное время, чем исключает так называемую полуденную депрессию процесса фотосинтеза и увеличивает время работы листьев по обеспечению растения ассимилятами. Последнее достигается не только за счет исключения полуденной депрессии, но и благодаря более продолжительной работе листьев нижнего яруса, который при эректоидной ориентации листьев практически не затеняется. Эффективность совместного действия указанных факторов значительно выше, чем каждого в отдельности, что видно из данных таблицы 1.
Эффективность предлагаемого способа увеличивается также за счет того, что отобранные растения изолируются перед цветением. Это исключает переопыление их с оставшимися растениями, которые не отвечают требованиям селекции.
Предлагаемый способ позволяет значительно сократить затраты сил и времени в результате замены оценки площади листьев растения по результатам их измерения на глазомерную оценку.
Источники информации
1. Гуляев Г.В., Гужов Ю.Л. Селекция и семеноводство полевых культур. - М: Колос, 1972. -455 с.
2. Практикум по селекции и семеноводству полевых культур. /Под ред. А.П.Горина. Изд. 4-е, перераб. и доп. - М.: Колос, 1976 - 368 с.
3. Скоромный В.Т. Анатомо-морфологические особенности листьев озимой пшеницы в связи с продуктивностью сортов различных экологических групп // Тр. Харьковского с.-х. ин-та - 1975. - Т.204 - С.39-47.
4. А.с. SU 865229 А1, 23.09.1981.
5. А.с. SU 1110420 А1, 30.08.1984.
6. А.с. SU 1149902 А1, 15.04.1985.
7. Гужов Ю.Л. Способ отбора в селекции зерновых культур по массе колоса // Доклады ВАСХНИЛ. - 1986 - №3. - С.4-7.
8. А.с. SU 1323047 А1, 15.07.1987.
9. А.с. SU 1397008 А1, 23.05.1988.
10. А.с. SU 1414355 А1, 07.08.1988.
11. А.с. SU 1454323 А1, 30.01.1989.
12. А.с. RU 2020804 С1, 15.10.1994.
13. А.с. RU 2030860 С1, 20.03.1995.
14. А.с. RU 2031573 С1, 27.03.1995.
15. А.с. SU 296530 А1, 16.04.1971.
16. А.с. SU 320271 А1, 13.01.1972.
17. А.с. SU 665858 А1, 05.06.1979.
18. A.c. SU 1237125 А1, 15.06.1986.
19. A.c. SU 1410919 A1, 23.07.1988.
20. A.c. SU 1584835 A1, 15.08.1990.
21. A.c. RU 2116724 С1, 10.08.1998.
22. A.c. RU 2237403 С2, 10.10.2002.
23. A.c. RU 22506043 С2, 20.06.2004.
24. Кумаков В.А. Анализ фотосинтетической деятельности растений и физиологическое обоснование модели сорта // Фотосинтез и репродукционный процесс. - М.: Наука, 1988. - С.247-251.
25. 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. научн. тр. - 1981, ВСГИ. - С.7-18.