Особенности выращивания гибридных семян подсолнечника в Краснодарском крае

155М 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (153-154), 2013

ОСОБЕННОСТИ ВЫРАЩИВАНИЯ ГИБРИДНЫХ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА В КРАСНОДАРСКОМ КРАЕ

Д.В. Капелюшин,

научный сотрудник

ГНУ ВНИИМК Россельхозакадемии

Россия, 350038, г. Краснодар, ул. Филатова, д. 17

Тел.: (861) 275-72-55

Исследования проводились в 2008-2011 гг. на центральной экспериментальной базе ВНИИМК. Изучалась реакция материнских форм гибридов подсолнечника Меркурий, Призер и Гермес на сроки посева (III декада апреля, I декада мая и II декада мая) и густоту стояния растений (40, 60 и 80 тыс. раст./га).

Установлено, что оптимальным сроком посева для участков гибридизации гибридов Меркурий и Призер является I декада мая и густота стояния 40 тыс. раст./га, обеспечивающие получение максимальной урожайности и выхода кондиционных семян. Для гибрида Гермес оптимальным оказалось сочетание срока посева в III декаде апреля и густоты стояния 40 тыс. раст./га.

Семена первого поколения изученных гибридов, полученные при различном сочетании сроков посева и густоты стояния растений, не отличались по своим урожайным свойствам в потомстве.

Полная реализация потенциальных возможностей гибридных семян достигается при уровне гибридности более 90 %.

The researches were conducted in 2008-2011 on the VNIIMK central experimental station. The reaction of maternal forms of sunflower hybrids Mercury, Prizer, and Hermes for sowing terms (the 3 rd decade of April, the 1st decade of May, and the 2d decade of May) and density of planting (40, 60, and 80 thousand plants per hectare) was studied.

It was determined that the optimal sowing term for hybridization sites of hybrids Mercury and Prizer is the 1st decade of May and density of planting of 40 thousand plants per hectare, such conditions provide obtaining the maximum productivity and yield of standard seeds. The optimal combination for hybrid Hermes was sowing in the 3d decade of April and density of planting of 40 thousand plants per hectare.

The seeds of the first generation of the studied hybrids, received through various combination of sowing terms and density of planting, did not differ in their yielding qualities in progeny.

The complete implementation of potential opportunities of hybrid seeds is achieved at hybridity level of more than 90 %.

Ключевые слова: подсолнечник, гибриды, сроки посева, густота стояния, уровень генетической чистоты

УДК 631.531.02:631.523: 633.854.78

Введение. Подсолнечник является основной масличной культурой в Российской Федерации. Средняя его урожайность в стране не превышает 1,11,2 т/га. Одним из путей повышения урожайности и улучшения качества продукции является переход на возделывание гетерозисных гибридов. Однако внедрение гибридов в производство в России сдерживается в основном из-за сложного семеноводства.

По оценкам некоторых специалистов, семеноводство гибридного подсолнечника гораздо сложнее (примерно в 4 раза) семеноводства сортов-популяций [1]. Это связано с использованием сложных генетических систем, новыми схемами репродуцирования материала и повышенными требованиями к соблюдению норм пространственной изоляции.

Методика гибридного семеноводства начала разрабатываться параллельно с созданием первых межлинейных гибридов подсолнечника [3; 10; 12]. Качество семян первого поколения гибридов подсолнечника - это комплексный показатель, включающий в себя уровень генетической чистоты (гибридности), посевные качества и урожайные свойства.

Установление зависимости посевных качеств и урожайных свойств от густоты стояния растений на участках гибридизации, сроков их посева, а также влияния уровня генетической чистоты необходимо для совершенствования системы гибридного семеноводства. Применительно к новым гибридам подсолнечника селекции ВНИИМК Меркурий, Призер и Гермес такие вопросы не изучены.

Материалы и методы. Исследования проводили на центральной экспериментальной базе ВНИИМК в 2008-2011 гг. Погодные условия в годы проведения исследований имели существенные различия. Так, например, в 2008 г. отмечался дефицит осадков в июне, июле и августе в сочетании с повышенной среднесуточной температурой. В 2009 г. распределение осадков было неравномерным с превышением среднемноголетних значений в мае и июле, дефицитом осадков в апреле и июне. В 2010 г. дефицит осадков наблюдался в мае, июле и августе, а превышение над среднемноголетней нормой отмечено в апреле и июне. Весна 2011 г. была дождливой. В апреле и мае выпало соответственно на 90 и 50 мм осадков больше нормы. Однако в целом за период вегетации (май-сентябрь) во все годы исследований количество осадков примерно соответствовало среднему многолетнему значению. Это способствовало формированию высокого уровня урожайности подсолнечника.

Исследования проводились полевым и лабораторным методом. Полевые опыты закладывали на полях центральной экспериментальной базы ВНИИМК (г. Краснодар). Агротехника выращивания включала:

двукратное лущение стерни после уборки предшествующей озимой пшеницы, зяблевую отвальную вспашку на глубину 2022 см в октябре, предпосевную культивацию с выравниванием.

В качестве исходного материала использовали родительские формы районированных гибридов подсолнечника: трехлинейные Меркурий и Призер и простой Гермес. Посев проводили в три срока (первый - III декада апреля, второй -I декада мая и третий - II декада мая) вручную, по предварительно размаркиро-ванному полю по схеме 70 х 35 см с высевом 3-4 семянок в гнездо. Делянки 4-рядковые, общей площадью 24,5 м , учетной - 12,2 м . Повторность 4-кратная. После появления всходов была сформирована заданная густота стояния растений (40, 60 и 80 тыс./га) посредством проведения прорывки. В течение вегетации проводили фенологические наблюдения, биометрические измерения и учет урожайности по общепринятой методике [8]. В лаборатории проводили анализ по массе 1000 семянок, фракционному составу кондиционных семян, энергии прорастания и всхожести по ГОСТу 120038-84. Масличность семянок определяли методом ЯМР. Результаты исследований обработаны методом дисперсионного анализа [5].

Различный уровень генетической чистоты создавали посредством составления модельных смесей, включающих в себя гибридные семена (генетическая чистота 100 %) с примесью семян материнской формы, взятой в определенной пропорции.

Калибровку семян по фракциям проводили на лабораторной сортировальной установке в отделе селекции сортов подсолнечника ВНИИМК с использованием продолговатых решет 2,6; 3,2 и 3,6 мм.

В семенах определяли содержание масла на ЯМР-анализаторе АМВ 1006М методом ядерно-магнитного резонанса и по ГОСТу Р 8.620-2006 [7].

Результаты и обсуждение. Проведенными исследованиями установлены па-

раметры основных технологических приемов выращивания гибридных семян, сроки посева и густота стояния растений материнской формы, обеспечивающие получение максимальной урожайности и выхода кондиционных семян. Для гибридов Меркурий и Призер оптимальным сроком посева оказалась первая декада мая и густота 40 тыс. раст./га (табл. 1). У гибрида Гермес - третья декада апреля и такая же густота стояния.

Таблица 1

Продуктивность материнской формы на участках гибридизации при оптимальном сочетании срока посева и густоты стояния растений

ВНИИМК, 2008-2011 гг.

Оптимальный срок посева участка гибридизации Оптималь- Урожайность семян, т/га

Материн- ская форма гибридов ная густо- кондиционных

та стояния материнской формы, тыс./га об- щая все- го в т.ч. I и II фракции

Меркурий I декада мая 40 3,24 2,81 2,28

Призер I декада мая 40 3,34 2,88 2,13

Г ермес III декада апреля 40 1,44 1,28 1,06

НСР05 - - 0,19 0,18 0,11

Анализ фракционного состава семян показал, что при оптимальном сроке посева и густоте стояния растений материнской формы масса 1000 семян самой крупной I фракции составила у гибрида Призер 83 г, Меркурий - 76 и Гермес - 70 г (табл. 2). Вторая фракция семян была основной у всех изученных гибридов, пропорция её варьировала от 50 % у гибрида Гермес до 62 и 66 % у гибридов Меркурий и Призер, а масса 1000 семян -от 53 г до 62 и 65 г соответственно.

Масса 1000 семян самой мелкой III фракции составила соответственно у гибридов Меркурий и Призер 53 и 55 г, в то время как у гибрида Гермес она равнялась всего 44 г.

Анализ посевных качеств изученных фракций семян, выращенных в 20082011 гг., показал, что по всем вариантам

данные лабораторной всхожести соответствовали требованиям ГОСТ Р 523252005. Больших различий по всхожести между фракциями не наблюдалось, что согласуется с результатами других исследователей [11].

Таблица 2

Фракционный состав гибридных семян и их посевные качества при оптимальном сроке посева и густоте стояния растений

ВНИИМК, 2008-2011 гг.

Название гибрида Фракционный состав семян, % Масса 1000 семян, г Лабораторная всхожесть, %

I II III I II III I II III

Меркурий 15 66 19 76 62 53 93 92 93

Призер 12 62 26 83 65 55 90 85 85

Г ермес 33 50 17 70 53 44 91 92 92

Факторы внешней среды оказывают существенное влияние на уровень выраженности различных признаков сельскохозяйственных растений в год их репродуцирования. На подсолнечнике подобные закономерности отмечены многими авторами [9; 6].

В то же время при разработке технологии выращивания высококачественного семенного материала необходимо изучение урожайных свойств гибридных семян в потомстве, полученных при различном сочетании элементов агротехники на участках гибридизации.

Обобщенные данные по всем изученным гибридам подсолнечника показывают, что по урожайности и сбору масла с гектара достоверных различий между вариантами не наблюдалось (табл. 3). Аналогичные результаты получены и в опытах отечественных ученых [2].

Это указывает на решающий вклад генетических особенностей селекционного материала в реализацию его потенциальных возможностей и открывает дополнительные перспективы в использовании гибридных семян, полученных при различном сочетании изученных факторов.

В научной литературе достаточно полно освещены вопросы влияния условий

выращивания на посевные качества семян. Однако требует дополнительных исследований проблема изменения урожайных свойств семян первого поколения гибридов подсолнечника, имеющих различную генетическую чистоту. Этот вопрос приобретает особую актуальность в Российской Федерации, где доля гибридов в общей структуре сортовых посевов подсолнечника не превышает 50 %.

Таблица 3

Урожайные свойства семян первого поколения гибридов подсолнечника, выращенных при различном сочетании агротехнических приемов

ВНИИМК, 2009-2011 гг.

Сроки посева Густота стояния растений мате- ринской формы, тыс./га Урожайность товарных семянок, т/га Маслич- ность семянок, % Сбор масла, т/га

III 40 2,56 47,8 1,10

декада 60 2,67 46,7 1,12

апреля 80 2,69 47,5 1,15

I 40 2,71 47,4 1,16

декада 60 2,66 47,9 1,15

мая 80 2,69 47,9 1,16

II 40 2,61 47,4 1,11

декада 60 2,61 47,6 1,12

мая 80 2,64 47,8 1,14

НСР05 0,24 - 0,12

Приведенные в таблице 4 данные показывают закономерность в изменении урожайных свойств по усредненным данным трех изученных гибридов.

Снижение уровня генетической чистоты даже до 90 % приводит к достоверному снижению урожайности и сбору масла с гектара. Дальнейшее уменьшение уровня гибридности вызывает прогрессивное уменьшение основных показателей. В относительном выражении уменьшение сбора масла при уровне генетической чистоты 80 % достигает 19,4 %, а при генетической чистоте 70 и 60 % - 25,4 и 26,2 % соответственно.

Тем самым экспериментально подтверждено, что для максимальной реализации потенциала продуктивности изучен-

ных гибридов подсолнечника (Меркурий, Призер и Гермес) уровень генетической чистоты должен составлять более 90 %.

Таблица 4

Влияние уровня генетической чистоты на урожайные свойства семян первого поколения гибридов подсолнечника

ВНИИМК, 2008-2011 гг.

Г енети-ческая чистота, % Урожай- Маслич- ность семянок, % Сбор масла

ность + к контролю

товарных семянок, т/га т/га т/га %

100 (контроль) 2,72 48,3 1,18 100

90 2,47 48,1 1,07 -0,11 -9,3

80 2,20 47,9 0,95 -0,23 -19,4

70 2,08 47,3 0,88 -0,30 -25,4

60 2,05 47,2 0,87 -0,31 -26,2

НСР05 0,22 - - 0,10 -

Эти данные согласуются с результатами опытов отечественных ученых, где в качестве объекта исследований были использованы семена других гибридов подсолнечника [4].

Выводы: 1. Максимальный выход

кондиционных семян гибрида Меркурий (2,81 т/га) и Призер (2,88 т/га) достигается при посеве участков гибридизации в первой декаде мая. Для гибрида Гермес оптимальным сроком посева была третья декада апреля, обеспечившая получение урожайности кондиционных семян 1,28 т/га. Оптимальной густотой стояния материнской формы гибридов Меркурий, Призер и Гермес является 40 тыс. раст./га.

2. Посевные качества гибридных семян, полученных при оптимальных сроках посева и густоте стояния материнской формы, соответствуют требованиям ГОСТ Р 52325-2005. Лабораторная всхожесть семян первого поколения гибрида Меркурий находится в пределах 92-93 %, Призер - 85-90 и Гермес - 91-92 %. Масса 1000 семян в зависимости от фракции составляет у гибрида Меркурий 53-76 г, Призер - 55-83, Гермес - 44-70 г.

3. Потомство семян гибридов подсолнечника Меркурий, Призер и Гермес, полученных при разных сроках посева и разной густоте стояния растений материнских форм, не различается по своим урожайным свойствам.

4. Полная реализация потенциальных возможностей семян первого поколения гибридов Меркурий, Призер и Гермес достигается при уровне их генетической чистоты более 90 %.

Список литературы

1. Бочковой, А.Д. Результаты и пер-

спективы селекционно-семеноводческой работы с гибридным подсолнечником во ВНИИМК / А.Д. Бочковой // Сб. докл. Междун. практич. конф. «Современные проблемы научного обеспечения производства подсолнечника»: ВНИИМК,

Краснодар, 19-22 июля 2006 г. - Краснодар, 2006. - С. 88-93.

2. Воскобойник, Л.К. Использование фитотрона для ускоренной селекции линий подсолнечника, устойчивых к заразихе / Л.К. Воскобойник, П.И. Ткаченко // Сб.: Использование фитотрона в селекции масличных культур. - Краснодар, 1984. -

С. 10-13.

3. Вронских, М.Д. Опыт молдавских семеноводов / М.Д. Вронских, В.С. Лесник, А.В. Виноградов // Масличные культуры. - 1984. - № 6. - С. 8-10.

4. Гриднев, А.К. Влияние уровня генетической чистоты семян на урожайные и технологические свойства гибридов подсолнечника / А.К. Гриднев // Масличные культуры: Науч.-техн. бюл. ВНИИМК. -2008. - Вып. 2 (139). - С. 7-10.

5. Доспехов, Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. - М.: Колос, 1979. - 416 с.

6. Дьяков, А.Б. Физиологические особенности высокомасличных сортов подсолнечника / Александр Борисович Дьяков // Автореф. дис. ... канд. биол. наук. - Краснодар, 1966. - 20 с.

155М 0202-5493. МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (153-154), 2013

7. Попов, П.С. Определение маслично-сти семян методом ядерного магнитного резонанса / П.С. Попов, Е.Х. Аспиотис // Методы биохимических исследований в селекции масличных культур. - Краснодар, 1973. - С. 3-15.

8. Пустовойт, В.С. Подсолнечник /

B.С. Пустовойт. - М.: Колос, 1975. -

C. 10-13.

9. Семихненко, П.Г. Результаты исследований по совершенствованию приемов возделывания подсолнечника / П.Г. Се-михненко // Агротехника масличных культур. -Краснодар, 1968. - С. 5-25.

10. Хатит, А.Б. Влияние отдельных элементов технологии семеноводства на урожай и качество гибридных семян подсолнечника / А.Б. Хатит // Дис. канд. с.-х. наук. - Краснодар, 1991. - С. 24.

11. Schneiter, A.A. Size of sunflower planting seed in relation to stand establishment and yield performance / A.A. Schneiter, B.K. Johnson // Proc. of Sunfl. forum, January 23, 1979, Sunflower Association of America. - P. 2.

12. Smith, D. Planting Seed Production /

D. Smith // Sunflower science and Technology. - 1978. Madison, Wisconsin, USA. -P. 371-386.