Исходный материал в селекции озимой пшеницы на продуктивность

^^^SSSS^* - Аграрный вестник Урала № 5 (123), 2014 г. - < JJJ^^L

_Агрономия

УДК 633.11:631.52

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ В СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ПРОДУКТИВНОСТЬ

А. П. САМОФАЛОВ,

кандидат сельскохозяйственных наук, ведущий научный сотрудник, С. В. ПОДГОРНЫЙ, научный сотрудник,

Всероссийский научно-исследовательский институт зерновых культур имени И. Г. Калиненко

Ключевые слова: озимая пшеница, исходный материал, образец, урожайность, продуктивность, корреляция. Озимая пшеница является важнейшей продовольственной культурой, имеющей значительный удельный вес в структуре посевных площадей зерновых культур Ростовской области. С учетом потребностей современного сельскохозяйственного производства, требований Госкомиссии РФ по охране и испытанию сельскохозяйственных культур, а также учитывая недостатки существующих сортов мягкой озимой пшеницы, проводилась научно-исследовательская работа по изучению образцов, представленных коллекциями ВИР, CIMMYT, селекционными линиями и сортами местной и инорайонной селекции, с целью выделения перспективных образцов, пригодных для использования их в качестве исходного материала при селектировании новых высокоурожайных сортов в условиях юга Ростовской области. Селекция на продуктивность представляет одну из самых трудных и сложных задач, что связано с необходимостью сочетания в одном сорте большого числа ценных признаков. Представлены результаты исследований коллекционного питомника по урожайности зерна озимой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения. Выделен перспективный исходный материал для селекции на продуктивность. Максимальное проявление высокой зерновой продуктивности в среднем за три года исследований отмечено у двенадцати образцов, представленных в основном украинской и местной селекцией. Выделившиеся образцы ежегодно формировали достоверные прибавки по сравнению со стандартным сортом Зерноградка 10. Коллекционные образцы, наряду с высоким потенциалом урожайности, сочетают в своем генотипе в различных комбинациях и другие хозяйственно-ценные признаки и свойства: устойчивость к полеганию, устойчивость к основным болезням озимой пшеницы, зимостойкость, засухоустойчивость, высокие показатели качества зерна. В результате проведенного корреляционного анализа выявлена сопряженность урожайности с другими признаками.

THE INITIAL MATERIAL IN A WINTER WHEAT SELECTION ON PRODUCTIVITY

A. P. SAMOFALOV,

candidate of agricultural sciences, leading researcher, S. V. PODGORNY,

scientific researcher, All-Russian scientific research institute of grain crops named after I. G. Kalinenko

Keywords: winter wheat, initial material, sample, yield, productivity, correlation.

Winter wheat is the most important grain crop, having significant specific weight in the structure of grain acreages in Rostov region. Taking into account the demands of modern agriculture, requirements of the State Commission of RF for the protection and testing of crops and disadvantages of present varieties of mild winter wheat, a scientific-research work was carried out to study samples of the VIR and CIMMYT collections, selective lines and varieties of local and regional selection to extract perspective samples suitable for using them as the initial material for the selection of new highly-productive varieties in the conditions of the south of Rostov region. Selection on productivity is one of the most difficult tasks due to necessity to combine a lot of valuable features in one variety. The results of researches of a breeding nursery are presented on the productivity of a mild winter wheat of different ecologic-geographic origin. A perspective initial material for selection on productivity has been singled out. For three years of researches a maximum of a high grain productivity was stated in twelve samples, represented by the Ukrainian and local selection. Received samples have annually formed a significant increase in productivity in comparison with a standard variety Zernogradka 10. Collection samples along with a high potential of productivity combine some other economic-valuable features in their genotype in different variations: resistance to bowing, resistance to common diseases of winter wheat, winter resistance, drought resistance, high quality of grain. As a result of a correlative analysis a conjugation of productivity with other features is revealed.

Положительная рецензия представлена П. И. Костылевым, доктором сельскохозяйственных наук, профессором Азово-Черноморской государственной агроинженерной академии.

Аграрный вестник Урала № 5 (123), 2014 г. - < JJJf

Агрономия

Озимая пшеница — важнейшая продовольственная культура, имеющая значительный удельный вес в структуре посевных площадей зерновых культур. Ее преимущество перед яровой пшеницей заключается в лучшем использовании биоклиматического потенциала регионов возделывания [1].

В современных условиях возрастает роль сорта как важного фактора увеличения продуктивности культуры и повышении ее устойчивости к биотическим и абиотическим стрессорам [2]. Высокопродуктивные сорта озимой пшеницы должны обладать групповой устойчивостью к основным болезням, высокой морозозимостойкостью, засухоустойчивостью и жаростойкостью, устойчивостью к полеганию, иметь высокие показатели качества зерна и т. д.

Урожай определяется числом плодоносящих стеблей на единице площади и массой зерна с колоса. Каждый из этих признаков зависит от ряда других факторов. Густота продуктивного стеблестоя связана с нормой высева, полевой всхожестью, плотностью всходов, выживаемостью растений и продуктивной кустистостью. Масса зерна с колоса находится в прямой зависимости с числом зерен с колоса и массой 1000 семян. Перечисленные показатели, в свою очередь, зависят от сложного комплекса природных условий [3].

Селекция на продуктивность представляет одну из самых трудных и сложных задач, что связанно с необходимостью сочетания в одном сорте большого числа ценных признаков [4]. При создании новых сортов необходимо учитывать весь комплекс требований, которые к ним предъявляют сельхозтоваропроизводители. Они должны успешно противостоять внешним факторам, с максимальной эффективностью использовать благоприятные условия среды, иметь высокую потенциальную продуктивность и сохранять ее в производственных посевах. Поэтому наибольший интерес представляют сорта, урожайность которых в наименьшей степени подвержена влиянию складывающихся погодных условий и действию других факторов.

В свете изложенного резко возрастает роль исходного материала, привлекаемого в селекционные программы [5]. Поэтому предварительная всесторонняя оценка коллекционных образцов позволяет значительно повысить выход перспективных форм из вновь создаваемых гибридных популяций.

Исследования проводились в 2010-2012 гг. в лаборатории селекции пшеницы ВНИИЗК им. И. Г. Ка-линенко. Объектом исследований являлись образцы мягкой озимой пшеницы различного эколого-геогра-фического происхождения: Россия, Украина, Турция, США, Китай, образцы из других стран. Посев проводился сеялкой ССФК-7 на глубину 4-6 см по предшественнику черный пар с нормой высева 450 всхожих зерен на 1 м2. Учетная площадь делянок 2,5 м2, повторность — двукратная, размещение — систематическое.

Фенологические наблюдения, полевые учеты проводили согласно методике Государственного испытания [6] и методике полевого опыта [7].

Климат зоны носит резко континентальный характер, годовое количество осадков составляет 450500 мм. Характерно неравномерное распределение осадков в течение года.

В 2009-2010 гг. сельскохозяйственном году условия вегетации были неблагоприятными для озимых зерновых культур. Теплая с небольшими дождями продолжительная осень, позднее установление снежного покрова, возвратные холода весной после схода снежного покрова отрицательно отразились на перезимовке озимой пшеницы. Весна отличалась обилием осадков — 209,9 мм (160 %) от средней многолетней нормы 131 мм, с повышенной среднемесячной температурой воздуха в мае (18,0 °С), в отдельные декады мая достигавшая до 29,2 °С, что привело к значительному проявлению болезней на посевах мягкой озимой пшеницы.

В 2010-2011 гг. сельскохозяйственный год, несмотря на поздний посев, резкие похолодания в зимний период до -20-25 °С, при отсутствии снежного покрова, оказался в целом благоприятным для роста и развития озимой мягкой пшеницы, что способствовало формированию высокого урожая.

В 2011-2012 гг. сельскохозяйственный год для вегетации растений озимой пшеницы сложился довольно жестко, что отразилось на продуктивности растений. Условия для посева в осенний период оказались неблагоприятными. Всходы были получены на 1617-й день. Растения ушли в зиму не раскустившимися. Весна характеризовалась достаточно прохладным и дождливым мартом и повышенным температурным режимом в апреле. В первой декаде мая наблюдалась засушливая погода, растения находились в угнетенном состоянии. Однако выпавшие обильные осадки в третьей декаде мая 96,2 мм (при среднемноголет-ней 66 мм) и постепенное увеличение температуры воздуха послужили интенсивному росту и развитию растений озимой пшеницы. Колошение наступило во II-й декаде мая. Лето было засушливым и жарким. За июнь выпало 18,4 мм осадков, что меньше средне-многолетних на 2,1 мм.

Результаты исследований.

С учетом потребностей современного сельскохозяйственного производства, требований Госкомиссии РФ по охране и испытанию сельскохозяйственных культур, а также учитывая недостатки существующих сортов мягкой озимой пшеницы, проводилась научно-исследовательская работа по изучению образцов, представленных коллекциями ВИР, CIMMYT, селекционными линиями и сортами местной и ино-районной селекции, с целью выделения перспективных образцов, пригодных для использования их в качестве исходного материала при селектировании новых высокоурожайных сортов в условиях юга Ростовской области.

В связи с поставленной целью в 2010-2012 гг. было проведено изучение 259 образцов озимой мягкой пшеницы различного эколого-географическо-го происхождения, представленных отечественной и зарубежной селекцией (рис. 1).

В 2010 г. средняя урожайность по опыту составила 628 г/м2, с размахом варьирования — 193-940 г/м2. По результатам коллекционного испытания в 2010 г., достоверно превысили стандартный сорт Зерноград-ку 10 (670 г/м2), при НСР05 = 90,7 г/м2 тринадцать образцов: Shestopalivka, Damytsya, Krasen, Perlina Lisostepy, Zemlychka (Украина); 1743/04, Калым (Россия); № 68, MV 09-04, № 71, № 72, № 74 (CIMMYT), превышение составило от 94,0 до 270,0 г/м2. Макси-

Аграрный вестник Урала № 5 (123), 2014 г. - <

Агрономия ф

Рисунок 1

Распределение образцов коллекционного питомника по происхождению

Урожайность, г/н2

Рисунок 2

Распределение образцов озимой пшеницы по урожайности

мальную урожайность сформировал образец озимой пшеницы Палпич (Россия) — 940 г/м2.

Благоприятные метеоусловия 2011 с.-х. года, в целом, обеспечили образцам более высокий уровень урожайности (713 г/м2) по сравнению с предыдущим годом. В 2011 г. урожайность образцов озимой пшеницы варьировала от 190 до 930 г/м2. Урожайность стандартного сорта Зерноградка 10 составила 757 г/м2. Высокую продуктивность показали 23 образца, в том числе Льговская 4, 1308/06, Ростовчанка 5, Ксения (Россия), Vinnychanka (Украина), Warwick (Канада), MV 15-04 (Венгрия) и другие. Прибавки варьировали от 113,0 до 173,0 г/м2 (НСР05 = 110,5 г/м2). Самая высокая урожайность отмечена у образца украинской селекции Zamozhnist — 930 г/м2.

В 2012 г. была отмечена самая низкая за годы испытания средняя урожайность — 526 г/м2, с варьированием от 310 до 765 г/м2. Стандартный сорт Зер-ноградку 10 (654 г/м2) достоверно превысил 21 образец, в том числе Zhong Pin 1586 (Китай), Khazarka, Perlina Lisostepy, Zemlychka odesska (Украина), Akter (Германия), 95WC-14 (США) и другие. При НСР05 = 119,8 г/м2, прибавка к стандарту составила от 126,0 до 231,0 г/м2. Наибольшую урожайность сформировал образец Bohdana — 765 г/м2 (Украина).

В среднем за 3 года урожайность образцов коллекционного питомника варьировала от 314 г/м2 у образца № 34 из коллекции CIMMYT до 793 г/м2 у Perlina Lisostepy (рис. 2). Средняя урожайность стандартного сорта Зерноградка 10 — 650 г/м2, средняя по опы-

ту составила 623 г/м2. Большинство образцов (64 %) показало продуктивность от 588 до 725 т/га. Урожайность более 725 г/м2 отмечена у 8 % образцов.

Максимальное проявление высокой зерновой продуктивности в среднем за 3 года исследований отмечено у 12 образцов, представленных в основном украинской и местной селекцией, которые ежегодно давали достоверные прибавки (табл. 1). Также выделились 2 образца из дальнего зарубежья: MV 09-04 (Венгрия) и KS 93 U 41 (США). Наибольшую урожайность сформировал образец озимой пшеницы украинской селекции Perlina Lisostepy (793 г/м2), прибавка к стандартному сорту Зерноградка 10 составила 139 г/м2.

Выделившиеся коллекционные образцы, наряду с высоким потенциалом урожайности, сочетают в своем генотипе в различных комбинациях и другие хозяйственно-ценные признаки и свойства: устойчивость к полеганию, устойчивость к основным болезням озимой пшеницы, зимостойкость, засухоустойчивость, высокие показатели качества зерна.

Проведенный корреляционный анализ позволил выявить факторы, оказавшие наибольшее влияние на уровень урожайности коллекционных образцов за годы исследования. Установлена сильная положительная сопряженность между урожайностью и оценкой перезимовки в поле (r = 0,80 ± 0,04) и средняя положительная связь между урожайностью и таким интегральным элементом структуры урожая как количество продуктивных стеблей на единице пло-

333^»— Аграрный вестник Урала № 5 (123), 2014 г. -

_Агрономия

Таблица 1

Характеристика лучших по урожайности образцов озимой пшеницы коллекционного питомника, 2010-2012 гг.

Образец Происхождение Урожайность, г/м2 Дата колошения (май) Высота растений, см Содержание в зерне, % Поражение болезнями

белка клейковины бурая ржавчина, % мучнистая роса, балл

Зерноградка 10, st Россия 654 19 83,1 15,8 27,3 5-10 1,0-1,5

Perlina Lisostepy Украина 793 21 93,0 15,3 29,6 5-10 0,1-1,0

Zemlychka Украина 786 20 78,9 14,5 26,3 40-50 1,0-1,5

Bohdana Украина 782 21 88,9 15,1 27,5 60-80 0,1-1,0

Zamozhnist Украина 773 21 86,3 14,9 25,4 40-50 1,0

Vinnychanka Украина 761 21 84,7 15,6 25,9 20-30 0,1-1,0

Shestopalivka Украина 756 18 82,5 16,0 29,2 20-30 0,1-1,0

Vdala Украина 751 20 81,1 16,1 25,6 40-50 1,0-1,5

Донская лира Россия 764 18 80,5 15,7 27,4 10-20 1,5-2,0

1308/06 Россия 738 19 82,8 16,5 29,4 5-10 1,0-1,5

Ростовчанка 5 Россия 742 19 73,8 15,3 27,3 0-5 0,1-1,0

MV 09-04 Венгрия 753 20 81,1 16,2 28,2 30-40 0,1-1,0

KS 93 U 41 США 751 18 87,1 15,3 28,3 40-50 1,0-1,5

НСР05 94 8,8 0,7 1,6

Рисунок 3

Корреляционная взаимосвязь урожайности с другими признаками

щади г = 0,53 ± 0,05. Наблюдалась средняя положительная взаимосвязь урожайности с продолжительностью периода «колошение - созревание» г = 0,33 ± 0,06 (рис. 3). Это означает, что в наших условиях преимущество имеют в целом более раннеспелые сорта. Следует отметить, что в 2010 г., когда наблюдалась эпифитотия бурой ржавчины, была отмечена сред-

няя отрицательная связь урожайности с поражением этой болезнью г = -0,44 ± 0,06.

Не выявлено достоверных связей между урожайностью и устойчивостью к полеганию, высотой растений, массой зерна с колоса и числом колосков в колосе. Степень проявления этих признаков существенного влияния на урожайность зерна не оказали. В целом хотелось бы отметить, что выделившиеся перспективные образцы с высоким потенциалом урожайности активно используются нами для создания нового исходного материала.

Выводы

В результате изучения коллекционного материала выделены образцы, ценные для использования в селекции на высокую продуктивность в условиях южной зоны Ростовской области.

Используя результаты, полученные при изучении обширного коллекционного материала различного эколого-географического происхождения, проведен корреляционный анализ взаимосвязи урожайности с другими признаками, позволивший выявить факторы, оказавшие максимальное влияние на урожайность.

Литература

1. Самофалова Н. Е., Ковтун В. И. Селекция озимой пшеницы юга России. Ростов-на-Дону, 2006. 480 с.

2. Жученко А. А. Стратегия адаптивной интенсификации растениеводства // Сельскохозяйственная биология. 1984. № 1. С. 3-17.

3. Шевелуха B. C., Василенко В. И. Важнейшие проблемы продуктивности озимых зерновых культур // Повышение продуктивности озимых зерновых. М. : Колос, 1992. С. 10-17.

4. Вавилов П. П., Гриценко В. В. Растениеводство. М. : Колос, 1975. 694 с.

5. Гуреева А. В. Исходный материал и его использование в селекции озимой мягкой пшеницы : автореф. ... канд. с.-х. наук. Краснодар, 2005. 25 с.

6. Методика Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. М., 1989. 194 с.

7. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. М. : Агропромиздат, 1985. 351 с.

References

1. Samofalova N. E., Kovtun V I. Selection of winter wheat in the south of Russia. Rostov-on-Don, 2006. 480 p.

2. Zhuchenko A. A. Strategy of adaptive intensification of plant-growing // Agricultural biology. 1984. № 1. P. 3-17.

3. Shevelukha V. S., Vasilenko V I. The most important problems of winter crops productivity. M. : Kolos, 1992. P. 10-17.

4. Vavilov P. P., Gritsenko V. V Plant-growing. M. : Kolos, 1975. 694 p.

5. Gureeva A. V Initial material and its usage in selection of mild winter wheat : autoref. ... cand. of agricult. sciences. Krasnodar, 2005. 25 p.

6. Methodology of State crop sort-testing. M., 1989. 194 p.

7. Dospekhov B. A. Methodology of field experiment. M. : Agropromizdat, 1985. 351 p.