Эффективность отборов различных родоначальных форм в первичном семеноводстве сортов озимой пшеницы селекции ОГАУ

Эффективность отборов различных родоначальных форм в первичном семеноводстве сортов озимой пшеницы селекции ОГАУ

Л. И. Краснова, д.с.-х.н, профессор, А. Ю. Каря-зин, директор опытного поля ОГАУ, О. М. Лапасова, агроном-семеновод, Т. А. Перевесенскова, агроном-семеновод, А. С. Зайков, студент 5 курса, Оренбургский ГАУ

В современных условиях рыночной экономики изменилось ведение сельскохозяйственного производства, повысилась роль сорта ввиду перехода к сортам полу- и интенсивного типа, но сохранились требования к посевным и сортовым качествам, урожайным свойствам семян, прежде всего — к элите.

Вследствие оценки отобранных родоначальных форм по потомству индивидуально-семейный отбор по праву был признан в практическом семеноводстве с сортами экстенсивного типа как наиболее результативный в получении качественной элиты. В то же время элита, полученная данным методом отбора, — процесс довольно длительный. Памятуя о большой модификационной изменчивости признаков хозяйственного назначения, не всегда приходится рассчитывать на устойчивое сохранение преимущества родоначального отбора в последующих поколениях репродуцированных семян элиты.

С учетом затрат на первичное семеноводство и его качества назрела необходимость сравнительной оценки различных отборов и выявления таких родоначальных форм, которые совмещали бы качество семенного материала с оптимальными затратами. Это и послужило целью исследования, первоначальные результаты которого приведены в данной статье.

Решение задачи в получении качественной элиты мы планируем на основе сравнительной оценки полевых опытов (рис. 1) с разнообразным родоначальным исходным материалом в питомниках первичного семеноводства, при выборе которого учитывали биологические особенности культуры, а именно — важной роли продуктивного кущения для растения озимой пшеницы. Поэтому в создании элиты методом массового отбора в качестве родоначальных форм, наряду с фракциями семян машинного отбора и колосьев, использовали растения с оптимальной для условий местной зоны продуктивной кустистостью; при производстве элиты методом индивидуально-семейного отбора, наряду с отбором колосьев, использовали родоначальные растения с разной продуктивной кустистостью и ярусностью побегов по высоте в пределах растения.

Таким образом, питомник размножения 1 года в 2005 г. представлен тремя вариантами массового отбора: фракция семян машинного отбора (1 вариант), семена отобранных колосьев (2 вариант), семена отобранных одноярусных по высо-те родоначальных растений (РР) с оптимальной (2—3) продуктивной кустистостью (3 вариант). Питомник испытания потомств 1 года представлен шестью вариантами индивидуально-семейного отбора: 1-й — посев необмолоченными колосьями, 2-й — семена отобранных колосьев, 3-й — одноярусные РР с 2 — 3 продуктивной кустистостью, 4-й — разноярусные РР с 2 — 3 продуктивной кустистостью, 5-й — одноярусные РР с продуктивной кустистостью 4 и более и 6-й — разноярусные РР с продуктивной кустистостью 4 и более.

Полевые опыты заложены по черному пару в 3-х кратной повторности в общепринятые для местной зоны сроки посева. Технология соответствовала рекомендациям.

В период вегетации вели фенологические наблюдения, даны полевые оценки на дружность и полноту всходов, сохранность растений, на густоту стеблестоя в фазы полного кущения и полной спелости. Проведен учет семенной продуктивности и ее структуры по каждому варианту полевого опыта. Данные по продуктивности обработаны методами вариационной статистики и дисперсионного анализа.

Различия в полевом опыте при использовании массового отбора проявились сразу, с начала

осенней вегетации: в дружности всходов, в количестве взошедших растений, в сроках наступления фенофаз, сохранности и однородности посева после перезимовки, числе побегов на 1 площади в фазу полного кущения (табл. 1, 2). Следует отметить, что различия в сроках наступления фаз роста и развития в основном обусловлены биологическими особенностями сортов: раннеспелостью сорта Пионерская 32 и среднеспелостью сорта Оренбургская 105. В период осенней вегетации сорт Оренбургская 105 на 1—2 дня проявил отставание в развитии в сравнении с сортом Пионерская 32. В фазу колошения и цветения отставание увеличилось с 1 до 4 дней, а затем и до 6 дней. Вариантом с наилучшей выраженностью перечисленных показателей у обоих сортов был массовый отбор колосьями.

Однако в конечном результативном показателе — зерновой продуктивности преимущество данным вариантом было утрачено. Это явилось следствием большой гибели растений данного варианта к концу вегетации (сохранность растений составила 20—24%, против 35—39% у варианта машинного отбора, табл. 2). В экстремально засушливых условиях данного года и величина реализации в формировании продуктивного стеблестоя у второго варианта составила также наименьшие значения (21—22% от общего количества и 33—37% от числа мощно развитых побегов на 1 площади в фазу полного кущения).

Результаты учета семенной продуктивности (табл. 3) по данному опыту показали преимуще-

1. Данные полевых оценок вариантов массового отбора родоначальных форм, Р-1-05, в баллах

Вариант* Сорт Дружность всходов Сохр. раст. после перезимовки Степени однор. посева на нач.вес.вегет.

1. Машинная фракция семян Оренбургская 105 Пионерская 32 2 4,67 4,33 5 3.67 4.67

2. Семена лучших колосьев Оренбургская 105 Пионерская 32 4,33 4 5 4,7 5 4,3

3. Семена, 1 ярусные растения с 2-3 прод. побегами Оренбургская 105 Пионерская 32 2.33 3.33 4,67 4,33 4 3,67

Примечание: * в последующих таблицах указанные цифры заменяют содержание вариантов.

2. Сравнительная оценка вариантов массового отбора родоначальных форм по учету сохранности, Р-1-05

Вариант Сорт Число растен./м2 % прод. раст. в уборку Величина реализ. кущения в форм. прод. стеблестоя, %

мощноразвит. побегов от общего числа их в кущен. продукт. стеблей в уб. от общего числа их в кущен. продукт. стеблей в уб. от мощноразвит. в кущен.

і Оренбургская 105 326 39 53 30 53

Пионерская 32 326 35 68 32 47

2 Оренбургская 105 369 24 59 22 37

Пионерская 32 372 20 64 21 33

3 Оренбургская 105 303 23 50 24 47

Пионерская 32 314 25 46 34 74

3. Зерновая продуктивность и ее элементы вариантов массового отбора родоначальных форм, Р-1-05

Биол.ур. зерна, г/м2 Количество Коэф. Ср. взвеш. значение по колосу Выход зерна, %

Вариант Сорт продукт. , 2 раст., шт/м прод. кущ. раст. масса зерна, г число зерен, шт. масса 1000 з. г

1 Оренбургская 105 365,3 127,3 2,9 1,0 26,0 39,3 36,2

Пионерская 32 254,5 112,7 2,6 0,9 20,6 43,9 35,4

2 Оренбургская 105 235,2 90,0 3,1 1,0 25,8 37,9 35,3

Пионерская 32 156,4 71,8 3,8 0,8 19,0 41,4 31,9

3 Оренбургская 105 296,2 70,7 4,8 0,9 24,2 39,3 35,5

Пионерская 32 261,3 77,8 3,9 0,9 19,9 42,5 32,2

ства первого и третьего вариантов опыта за счет густоты продуктивного стеблестоя.

Она сформировалась по-разному в зависимости от варианта и сорта. Первый вариант опыта характеризовался самой большой густотой продуктивного стеблестоя (367,3 и 283,3 продуктивных стеблей/м2). Ведущим слагаемым ее было количество сохранившихся к уборке продуктивных растений на 1 площади. Этому варианту была свойственна наибольшая выживаемость (39— 35%), что, вероятно, обусловлено выравненностью семян при машинном отборе крупной фракции. Довольно высокой густота продуктивного стеблестоя была и по третьему варианту полевого опыта (308,7 и 290,4 продуктивных стеблей/м2), ведущим слагаемым которой был коэффициент продуктивного кущения растения. То есть при отборе родоначальных растений с оптимальной продуктивной кустистостью возрастает разнокачествен-ность семян в сравнении с машинным отбором. Следствием этого является большой выпад растений. В то же время продуктивная кустистость, по исследованиям Ф. А. Дворянкина, З. А. Морозовой, Г. П. Вегнера (1980), признанная признаком долговечности сорта, в данном случае в пшеничном агроценозе, выполнила компенсирующую роль, не утратив густоты продуктивного стеблестоя по вариантам опыта с большим числом сохра-

нившихся в уборку растений. Об этом свидетельствует и то, что третий вариант массового отбора по дружности всходов, как показала визуальная оценка в баллах, по числу взошедших растений на 1 площади уступил всем вариантам опыта, т.е. сказалась более высокая разнокачественность семян у родоначальных растений с продуктивной кустистостью 2—3, в сравнении с вариантом машинного отбора и отбора колосьями. Исключение составил вариант машинного отбора по сорту Оренбургская 105, что связано с большим потреблением влаги при прорастании семян. Однако в последующий период учета числа взошедших растений это отставание снивелировалось как между вариантами, так и между сортами. Следует отметить, что в сложившихся гидротермических условиях данного года более высокий как урожайный потенциал, так и его реализация по всем элементам продуктивности колоса были у сорта Оренбургская 105, хотя стартовое начало, положенное дружностью появления всходов, наибольшим было у сорта Пионерская 32.

Таким образом, при массовом отборе по биологической урожайности, выходу зерна, элементам структуры урожая некоторым преимуществом в данном году характеризовались машинный отбор (1вариант) и одноярусные по высоте РР с продуктивной кустистостью 2—3 (3 вариант).

4. Сравнительная оценка вариантов отбора по всходам и сохранности растений в период вегетации, родоначальные формы, ПИП-1-05

Вариант Сорт Число раст./м2 Общая выживаемость раст., % Оценка по дружн.всх. и однор.разв. посева на н.в.в., в баллах

взошед. прод. сохран. к уб.

1 Оренбургская 105 267 73,3 27,5 0:4

Пионерская 32 217 91,4 42,1 0:4,5

2 Оренбургская 105 284 79,8 28,1 4:4,5

Пионерская 32 286 109,4 38,3 4:4,5

3 Оренбургская 105 363 111,3 30,7 4:4,5

Пионерская 32 360 82,5 22,9 4:3,0

4 Оренбургская 105 359 89,3 24,9 3:5,0

Пионерская 32 358 111,4 31,1 4:4,0

5 Оренбургская 105 362 98,8 27,3 1:5,0

Пионерская 32 363 131,8 36,3 4:4,0

6 Оренбургская 105 352 100,1 28,4 2:5,0

Пионерская 32 365 96,2 26,4 4:5,0

Как показали средние данные по трем полевым повторениям (табл. 4—5) сравнительного изучения шести вариантов индивидуального отбора родоначальных форм при производстве элиты индивидуально-семейным отбором, в питомнике испытания потомств 1 года (ПИП-1) проявилось различие между сортами и вариантами отбора.

В сложившихся гидротермических условиях сельскохозяйственного года биологическая урожайность зерна прежде всего в прямой зависимости также была связана с густотой продуктивного стеблестоя. В свою очередь формирование густоты продуктивного стеблестоя определялось числом взошедших растений и их сохранностью в период вегетации (табл. 4), а также энергией кущения растения (табл. 5). Число взошедших растений в зависимости от варианта опыта варьировало от 267 (1 вариант) до 363 (3 вариант) растений/м2 у сорта Оренбургская 105 и от 217 (1 вариант) до 365 (6 вариант) растений/м2 у Пионерской 32.

Основной выпад растений приходился на весенне-летний период, чему содействовали благоприятно сложившиеся условия для развития и взаимодействия грибных, бактериальных и вирусных заболеваний (ржавчины, корневой гнили, септо-риоза, фитоплазмоза). Общая выживаемость растений составила от 24,9% (4 вариант, Оренбургская 105) и 22,9% (3 вариант, Пионерская 32) до 30,7% (3 вариант, Оренбургская 105) и 42,1% (1 вариант, Пионерская 32). Причем у сорта Оренбургская 105 больше погибло растений, чем у сорта Пионерская 32. Это мы связываем с большей зараженностью посева данного сорта фитоплаз-мозом, усилившим свою вредоносность на фоне распространения корневых гнилей и впервые обнаруженных нами нематод. Однако прямая зависимость между гибелью растений и густотой продуктивного стеблестоя на конец вегетации пшеницы не всегда проявлялась. Например, по 5 варианту у обоих сортов отмечена максимальная густота продуктивного стеблестоя (345,8 продук-

тивных стеблей/м2 — у сорта Оренбургская 105 и 408,7 продуктивных стеблей/м2—у сорта Пионерская 32) при общей выживаемости растений соответственно по сортам: 27,3% и 36,3%.

Таким образом, у сорта Оренбургская 105 густота продуктивного стеблестоя определялась коэффициентом продуктивного кущения, тогда как у сорта Пионерская 32 — сохранностью продуктивных растений. Различие сортов связано с биологическими особенностями сортов. У сорта Оренбургская 105 густота продуктивного стеблестоя оказалась во взаимосвязи с продолжительностью кущения и, следовательно, с числом сформировавшихся побегов. При этом коэффициент реализации продуктивного кущения у него составил

0,41—0,43. Однако густота стеблестоя в конце фазы кущения (1454—1736 стеблей/м2 , табл.5) определила густоту продуктивного стеблестоя в фазу полной спелости (305,5—345,1, табл.6), не уступающую сорту Пионерская 32, с большей сохранностью к уборке продуктивных растений. По-видимому, это связано с большей значимостью для сорта Оренбургская 105 процесса реутилизации. За счет большого резерва сформированных побегов на единице площади, в т.ч. и мощноразвитых, в фазу полного кущения, сорт сформировал максимальную зерновую продуктивность с 1 площади. Таким образом, у сорта Оренбургская 105 за счет процесса реутилизации сухого вещества из вегетативных органов (непродуктивных побегов) произошло повышение выхода зерна и зерновой продуктивности колоса.

Несколько по-иному повел себя сорт Пионерская 32. Ему не была свойственна такая интенсивность побегообразования в фазу кущения (табл. 5). Однако у данного сорта мощно развитые побеги почти полностью реализовали себя в продуктивные на момент уборки. У этого сорта высокая зерновая продуктивность главным образом была обусловлена большей сохранностью к уборке продуктивных растений и высокой реализацией сформировавшихся в фазу кущения мощно раз-

5. Сравнительная оценка вариантов отбора по густоте стеблестоя, родоначальные формы, ПИП-1-05

Вариант Сорт Число раст./м2 Общая выживаемость раст., % Оценка по дружн.всх. и однор.разв. посева на н.в.в., в баллах

взошед. прод. сохран. к уб.

1 Оренбургская 105 267 73,3 27,5 0:4

Пионерская 32 217 91,4 42,1 0:4,5

2 Оренбургская 105 284 79,8 28,1 4:4,5

Пионерская 32 286 109,4 38,3 4:4,5

3 Оренбургская 105 363 111,3 30,7 4:4,5

Пионерская 32 360 82,5 22,9 4:3,0

4 Оренбургская 105 359 89,3 24,9 3:5,0

Пионерская 32 358 111,4 31,1 4:4,0

5 Оренбургская 105 362 98,8 27,3 1:5,0

Пионерская 32 363 131,8 36,3 4:4,0

6 Оренбургская 105 352 100,1 28,4 2:5,0

Пионерская 32 365 96,2 26,4 4:5,0

6. Зерновая продуктивность и ее элементы вариантов индивидуального отбора родоначальных форм, ПИП-1-05

Биол. ур. зерна, г/м2 Количество Коэф. Ср.взвеш. значение (по колосу) Выход зерна, %

Вариант Сорт продукт. раст., шт/м2 прод. кущ.раст. массы зерна, г числа зерен, шт. массы 1000 з, г.

1 Оренбургская 105 124,2 75,3 2,4 0,7 19,8 36,0 36,9

Пионерская 32 137,7 76,2 2,5 0,9 20,2 43,0 36,2

2 Оренбургская 105 273,2 88,4 3,3 0,9 23,3 39,3 34,1

Пионерская 32 306,3 105,6 3,5 0,8 19,2 42,3 33,7

3 Оренбургская 105 350,6 111,3 3,7 1,1 27,4 38,6 36,9

Пионерская 32 257,1 84,6 3,8 0,9 21,4 41,1 35,9

4 Оренбургская 105 259,6 88,8 3,2 1,0 25,1 38,9 36,3

Пионерская 32 339,7 99,9 3,4 1,0 22,5 44,1 35,6

5 Оренбургская 105 355,6 98,8 3,9 1,1 27,4 38,6 37,4

Пионерская 32 375,6 131,8 3,3 0,9 21,0 43,7 34,0

6 Оренбургская 105 341,0 101,6 3,5 1,0 26,4 38,6 36,0

Пионерская 32 276,9 72,3 4,0 0,9 20,6 45,3 35,4

витых побегов в продуктивные побеги на конец вегетации.

Наибольшей зерновой продуктивностью (табл. 6) характеризовались пятый, третий варианты у сорта Оренбургская 105 (355,6 и 350,6 г/м2) и пятый, четвертый варианты у сорта Пионерская 32 (375,6 и 339,7 г/м2). Самую низкую зерновую продуктивность, как и следовало ожидать, сформировали потомства первого варианта опыта, где ПИП-1 заложен отобранными и необмолоченными колосьями (124,2 г/м2 у сорта Оренбургская 105 и 137,7 г/м2 у сорта Пионерская 32) с целью усиления экстремальности условий для выявления наиболее адаптивных к неблагоприятным условиям местной зоны потомств среди отобранных родоначальных форм.

Высокая зерновая продуктивность у отмеченных вариантов обоих сортов была обусловлена как числом продуктивных растений и стеблей на момент уборки, так и зерновой продуктивностью колоса. Причем, масса зерна колоса в условиях данного года в первую очередь определялась чис-

лом зерен. Различие в крупности зерна в большей степени связано было с биологическими особенностями сортов: сорт Пионерская 32 имел более крупное зерно, чем Оренбургская 105.

По результатам анализа колосьев главного и боковых побегов растения, несколько лучшую выраженность и меньшую разницу в элементах продуктивности колоса имели по обоим сортам те же варианты, с максимальной урожайностью зерна (табл. 7). Различия проявились в озернен-ности колоса и крупности зерна. Наилучшая выраженность массы зерна с колоса, числа зерен была у третьего варианта сорта Оренбургская 105 и у четвертого варианта сорта Пионерская 32, а по массе — 1000 зерен у пятого варианта сорта Оренбургская 105 и шестого варианта у Пионерской 32. Однако, признавая массу зерна с колоса в качестве обобщенного и конечного показателя продуктивности колоса, лучшим вариантом опыта следует признать третий (для Оренбургской 105) и четвертый (для Пионерской 32) варианты отбора.

7. Элементы продуктивности колоса по вариантам индивидуального отбора родоначальных форм, ПИП-1-05

Вариант Сорт Масса зерна, г Число зерен, шт. Масса 1000 з, г

побеги

гл бок гл бок гл бок

Оренбургская 105 0,8 0,7 20,8 18,8 36,8 33,8

Пионерская 32 0,9 0,8 20,7 19,5 43,8 41,1

2 Оренбургская 105 1,1 0,9 28,8 23,3 39,2 38,1

Пионерская 32 1,1 1,0 23,9 24,3 44,0 43,2

3 Оренбургская 105 1,2 1,0 30,1 26,1 39,1 38,1

Пионерская 32 1,0 0,8 23,5 20,7 40,6 40,8

4 Оренбургская 105 1,0 0,9 26,8 24,7 38,2 39,1

Пионерская 32 1,1 1,0 24,3 21,8 44,3 43,6

5 Оренбургская 105 1,2 0,9 29,1 23,9 39,6 39,3

Пионерская 32 1,0 0,9 21,8 20,6 44,5 42,8

Оренбургская 105 1,1 1,0 29,2 25,5 39,2 38,2

Пионерская 32 1,0 0,9 20,7 20,3 45,7 44,5

Как показали результаты сравнительного изучения вариантов опыта (табл. 6—7), наиболее продуктивными у сорта Оренбургская 105 оказались 5, 3 и 6 варианты, у Пионерской 32 — 4, 5 и 2 варианты опыта. Таким образом, вариант отбора 1 ярусных растений с продуктивной кустистостью 4 и более у обоих сортов занял ведущее положение в формировании зерновой продуктивности, причем у сорта Оренбургская 105 она была обусловлена как числом продуктивного стеблестоя в уборку на 1 площади, так и продуктивности колоса, у сорта Пионерская 32 — в основном густотой продуктивности стеблестоя. По результатам анализа, выраженность элементов продуктивности колоса главного и особенно бокового побегов оказалась лучше у 3 (сорт Оренбургская 105) и 4 (сорт Пионерская 32) вариантов, чем у 5 варианта обоих сортов, т.е., по-видимому, в раз-нокачественности семян родоначальных растений с продуктивной кустистостью 4 и более побегов сказался временной фактор — более позднего образования последних продуктивных побегов кущения.

Таким образом, напрашивается вывод, что большую значимость для отбора родоначальных форм в питомнике первичного семеноводства при производстве качественной элиты будут представлять растения с оптимальной продуктивной кустистостью 2—3, причем одноярусные по высоте для сорта Оренбургская 105 и разноярусные для сорта Пионерская 32. Вероятно, не следует при отборах исключать из числа родоначальных форм одноярусные по высоте продуктивных побегов растения с 4 и более продуктивной кустистостью, так как они способствуют повышению коэффи-

циента размножения семян, что очень важно для семеноводства.

Предварительные выводы:

1. По гидротермическим условиям 2005 г. был экстремально неблагоприятным для озимой пшеницы: засушливый период в начальный период осенней вегетации, продолжительная теплая осень, контрастные гидротермические условия в период ранней весенне-летней вегетации озимой пшеницы, что привело к распространению и взаимодействию комплекса болезней разного происхождения, израстанию и изреживанию посевов оптимального для зоны срока посева.

2. По биологической урожайности, выходу семян, элементам структуры урожая некоторым преимуществом в питомнике размножения 1 года при массовом отборе характеризовались варианты, заложенные семенами машинного отбора (1) и семенами одноярусных по высоте РР с продуктивной кустистостью 2—3 (3).

3. В качестве родоначальных форм для питомника испытания потомств 1 года при индивиду-ально-семейном отборе следует использовать одноярусные растения с оптимальной продуктивной кустистостью (2—3) по сорту Оренбургская 105 и одноярусные родоначальные растения с продуктивной кустистостью 4 и более для обоих сортов.

Литература

1 Дворянкин, Ф. А. Выявление структурных и продуктивных различий в популяциях озимой пшеницы (на примере сортов Безостая 1, Аврора, Кавказ) / Ф. А. Дворянкин, 3. А. Морозова, Г. П. Вегнер: Изд. МГУ, 1980.

2 Методические рекомендации по производству семян элиты зерновых, зернобобовых и крупяных культур. М., 1990.

3 Национальный стандарт РФ. Семена сельскохозяйственных растений сортовые и посевные качества, общие технические условия. М., 2005.