Принципы и методы селекции тургидной и твёрдой озимой пшеницы в Донском селекционном центре

Принципы и методы селекции тургидной и твёрдой озимой пшеницы в Донском селекционном центре

В.И. Ковтун, д.с.-х.н., Л.Н. Ковтун, к.с.-х.н., Ставропольский НИИСХ Россельхозакадемии

При селекции озимой пшеницы, как и любой другой культуры, самым актуальным всегда был и остаётся вопрос об исходном материале [1].

В качестве исходного материала, во-первых, использовали образцы мировой коллекции, которая ежегодно пополняется из Всероссийского института растениеводства (ВИР, г. Санкт-Петербург), Украины (УИР, г. Харьков), турецкой коллекции (СИММИТ).

Во-вторых, источником пополнения исходного материала выступают новые сорта отечественной и зарубежной селекции, изучаемые на государственном испытании России.

В-третьих, одним из важнейших источников исходного материала являются сортообразцы собственной селекции, доведённые до константности контрольного и конкурсных испытаний.

Материалы и методы исследования. Созданию оптимального агротехнического фона выращивания селекционного материала мы уделяли большое внимание. Посевы тургидной и твёрдой пшеницы размещали в специальном трехпольном севообороте со следующим чередованием культур: 1 — чёрный пар, 2 — озимая пшеница (селекция сортов тургидной и твердой озимой пшеницы интенсивного типа), 3 — овёс (уравнительный посев). Таким образом, посевы тур-гидной и твёрдой пшеницы размещали по чёрному пару, удобренному полуперепревшим навозом (30—40 т/га) и суперфосфатом (0,3—0,4 т/га).

Агротехнический фон довольно высокий, позволяющий получать урожайность озимой пшеницы до 7—8 и более тонн с 1 гектара. Такой агрофон, по существу, является и провокационным. Здесь можно надёжно вести отборы высокоурожайных сортообразцов на иммунитет к грибным болезням (бурой ржавчине, мучнистой росе, пыльной головне, корневой гнили, фуза-риозам колоса и др.), давать оценку на устойчивость к полеганию. Этот агрофон позволяет получать зерно высоких макаронно-крупяных качеств, отвечающее требованиям ГОСТа на твёрдую пшеницу. В настоящее время несколько снижен уровень агрофона в селекционном севообороте, стали вносить навоз через ротацию. С целью ускорения селекционного процесса использовали теплицы, проводили разреженный посев гибридов F2 и Fз для увеличения объёмов проработанного материала. В теплицах проводили гибридизацию, выращивали в зимнее время два — четыре поколения гибридов озимой пше-

ницы, размножали ценный исходный материал. Получение дополнительных поколений в условиях искусственного климата — один из важнейших приёмов ускорения селекционного процесса. Использование теплиц сокращает процесс как минимум на 2—3 года. К сожалению, с 1994 г. из-за резкого подорожания электроэнергии, газа и других услуг, снижения финансирования селекционных работ (годы перестройки) выращивание селекционного материала в тепличном комплексе прекращено.

Работа по созданию сортов тургидной и твёрдой пшеницы в Донском селекционном центре (г. Зерноград) была начата в 1957 г. На начальных этапах работы (1957—1980 гг.) главной задачей селекции было создание собственного исходного материала, который хорошо перезимовывал бы в условиях юга России. В результате отдалённой в эколого-географическом и систематическом отношениях гибридизации (89/57 (Янтарная) X НиЫсе 47—44) был создан сорт тургидной озимой пшеницы Новинка. Наряду с Новинкой данным методом была создана целая серия сортов тургидной озимой пшеницы: 393/69, 728/71, 736/61, 1696/72 и др. Общие недостатки первых селекционных сортов тургидной озимой пшеницы, полученных от однократных скрещиваний, — это невысокая по сравнению с мягкой озимой пшеницей зимостойкость, высокорос-лость, склонность к полеганию и прорастанию зерна на корню.

Созданные сортообразцы тургидной озимой пшеницы были более урожайными, чем сорта твёрдой озимой пшеницы: Мичуринка, Ново-мичуринка и Рубеж, но они уступали в этом отношении сортам мягкой озимой пшеницы.

В дальнейшем была поставлена задача создания сортов тургидной и твёрдой озимой пшеницы, не уступающих по зимостойкости и продуктивности сорту мягкой озимой пшеницы Безостой 1.

Для достижения этой цели использовали такие методы работы, как:

1) внутривидовая гибридизация сортов и образцов тургидной и твёрдой озимой пшеницы, отдалённых в эколого-географическом отношении, а также сортов и форм одного экологического типа, но различающихся по продуктивности, зимостойкости, устойчивости к болезням, прорастанию зерна на корню и другим важнейшим хозяйственно-ценным признакам и свойствам;

2) межвидовая гибридизация озимых и яровых сортов твёрдой и тургидной, твёрдой и

мягкой озимой, тургидной и мягкой озимой пшеницы;

3) повторные (ступенчатые) скрещивания константных по фенотипу сортообразцов контрольного питомника и конкурсных сортоиспытаний с лучшими сортами твёрдой, тургидной и мягкой озимой пшеницы;

4) индивидуальные отборы растений и линий из гибридных популяций.

Результаты исследований. В результате селекции в разные годы созданы сорта озимой тургид-ной пшеницы: Новинка 2, Новинка 3, Новинка 4, Новинка 5 и другие, которые по урожайности не уступали сорту озимой мягкой пшеницы Безостой 1. Например, средняя урожайность за 5 лет (1988—1992 гг.) у сорта тургидной озимой пшеницы Новинка 4 составила 6,16 т/га, что на 0,85 т/га выше, чем у Безостой 1. Её

урожайность была практически равной лучшему, внесённому в Государственный реестр по Северо-Кавказскому, Нижне- и Средневолжскому, Центрально-чернозёмному регионам сорту озимой мягкой пшеницы Донской безостой.

Основным методом селекции в Донском селекционном центре в настоящее время является метод внутривидовой сложной ступенчатой гибридизации. Наряду с основным методом в перспективе в небольших объёмах планируется использовать методы физического и химического мутагенеза, трансформацию яровых форм пшениц в озимые, индивидуальные отборы из новых сортов и коллекционных образцов, привлечение в гибридизацию тритикале и ржи.

Селекция тургидной и твёрдой озимой пшеницы ведётся по принятой академиком И.Г. Ка-линенко и его учениками схеме [2] (рис.).

QJ

ZD

ТС.

си

X

о

х

z:

ГО

а

о_

о

о.

о

сО

го

а

сО

а

х

си

ш

о

X

т :з

оО

а_

QJ

СЭ

X

X

ш

Е

а

а_

a

§

аО

О

Е

о_

о

Питомник исходного материала

*

Гибрибный питомник Ft

*

1 Гибрибные питомники попоцляций f2-f5

*

Селекционный питомник F3-F6

♦

Контрольный питомник f.-f7

♦

Конкурсное сортоиспытание перЬого гоба Fs - F8

1

Конкурсное сортоиспытание Второго гоба F6 - F9

У

Конкурсное сортоиспытание осно&ное F7 - F10

ГосубарстЬенное сортоиспытание

Рис. - Схема селекции твёрдой и тургидной озимой пшеницы

50

Общий объём по селекции тургидной и твёрдой пшеницы в настоящее время составляет 16—20 тыс. сортообразцов.

В коллекционном питомнике проводятся следующие фенологические наблюдения и оценки: отмечаются фазы всходов, кущения, выхода в трубку, колошения и полной спелости; оцениваются результаты перезимовки и поражаемости грибковыми болезнями; устойчивость к полеганию; определяется урожайность и содержание белка в зерне.

В питомнике гибридов первого поколения проводятся фенологические наблюдения и отмечается поражаемость болезнями. Для дальнейшего изучения отбираются генотипы с хорошей морозостойкостью и устойчивостью к болезням.

Индивидуальные отборы в количестве 30—40 тыс. элитных продуктивных колосьев проводятся в гибридных популяциях (F2—F5). Колосья отбираются с короткостебельных, хорошо кустящихся, устойчивых к болезням растений.

После обмолота в лабораторных условиях проводится жёсткая браковка по внешнему виду зерна (цвету, стекловидности, выполненности, крупности, здоровому виду), как правило, бракуется до 50% отобранных элитных колосьев.

До 16—18 тыс. линий ежегодно изучается в селекционном питомнике. Здесь проводится отбор константных по фенотипу, устойчивых к болезням, продуктивных, короткостебельных линий. После браковки по внешнему виду зерна для дальнейшего изучения в контрольном питомнике остаётся около 1000 линий.

После обмолота в лабораторных условиях проводится жёсткая браковка по внешнему виду зерна (цвету, стекловидности, выполненности, крупности, здоровому виду), как правило, бракуется до 50% отобранных элитных колосьев.

В контрольном питомнике материал оценивается по основным важнейшим хозяйственноценным признакам и свойствам, по результатам которых перед уборкой остаётся 30—40% образцов. Начиная с контрольного питомника, проводится технологическая оценка зерна и макарон. Для дальнейшего изучения в конкурсных сортоиспытаниях остается 200—250 сортообразцов.

Глубокое изучение по важнейшим хозяйственно-ценным признакам и свойствам (морозо-

зимостойкости, засухоустойчивости, устойчивости к бурой и жёлтой ржавчине, мучнистой росе, пыльной и твёрдой головне, полевого анализа признаков качества зерна и макарон и др.) проводится в конкурсных сортоиспытаниях. Определяются основные структурные элементы по сортам и их вклад в повышение урожайности. Лучшие сорта конкурсных испытаний (3—4 года изучения) передаются на Государственные сортоиспытания, и одновременно изучаются элементы сортовой агротехники [3].

Выводы. В результате многолетних (1957— 2011 гг.) целенаправленных работ по отдалённой в эколого-географическом и систематическом отношениях ступенчатой гибридизации академиком И.Г. Калиненко и его учениками впервые в отечественной селекционной практике созданы сорта озимой пшеницы макароннокрупяного направления нового вида — тритикум тургидум [4]. Они обладают низкорослостью и устойчивостью к полеганию, достаточной зимостойкостью для юга России, высокой засухоустойчивостью и жаростойкостью к основным болезням, высоким качеством муки и макарон. В мировой коллекции и мировом сортименте пшениц с подобным комплексом положительных признаков и свойств не было.

Это сорта тургидной и твёрдой озимой пшеницы интенсивного типа, полукарлики для возделывания по парам и интенсивным технологиям: Донской янтарь, Дончанка, Жемчужина Дона, Аксинит, Гелиос, Терра, Топаз, Курант, Амазонка, Гордеиформе 6, Кремона, Донской агат, Лазурит. Новые сорта тургидной и твёрдой озимой пшеницы хорошо адаптированы к почвенно-климатическим условиям юга России, с генетическим потенциалом продуктивности в 8—10 т/га, по качеству зерна отвечают требованиям ГОСТа на твёрдую пшеницу

Литература

1. Вавилов Н.И. Научные основы селекции. М.—Л.: Сельхозгиз, 1935. 246 с.

2. Калиненко И.Г. Селекция озимой пшеницы. М.: ИК «Родник», 1995. 220 с.

3. Ковтун В. И. Селекция высокоадаптивных сортов озимой мягкой пшеницы и нетрадиционные элементы технологии их возделывания в засушливых условиях юга России. Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2002. 318 с.

4. Ковтун В.И., Самофалова Н.Е. Селекция озимой пшеницы на юге России. Ростов-на-Дону: ЗАО «Книга», 2006. 479 с.