Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

ИЗУЧЕНИЕ И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ВИКИ ПОСЕВНОЙ ЗЕРНОФУРАЖНОГО НАПРАВЛЕНИЯ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "ИЗУЧЕНИЕ И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ВИКИ ПОСЕВНОЙ ЗЕРНОФУРАЖНОГО НАПРАВЛЕНИЯ"

й-ЗШЗ .

На правах рукописи

РОГОЖКИНА АНТОНИНА ИВАНОВНА

УДК 633.352:631,527

ИЗУЧЕНИЕ И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ВИКИ ПОСЕВНОЙ ЗЕРНОФУРАЖНОГО НАПРАВЛЕНИЯ

Специальность Об.01.05 - селекция и семеноводство

, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

БРЯНСК-2001

Работа выполнена в 1991-2000 гг. во Всероссийском научно-исследовательском институте зернобобовых и крупяных культур

Научные руководители: доктор сельскохозяйственных наук, профессор

А.П Лаханов

кандидат сельскохозяйственных наук

Ведущая организация: НИИСХ Центральных районов Нечерноземной зоны

Защита диссертации состоится "14" сентября 2001 года в 10 часов на заседании Диссертационного Совета Д. 220. 005. 01 в Брянской государственной сельскохозяйственной академии. ; - ; ■ Адрес академии: 243365. Брянская обл., Выгоничский р-н, с. Кокино, БГСХА ■ ■ ' — '-" ' ■■■

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке БГСХА

В.И. Измалков

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

М.Л. Бернацкая

кандидат сельскохозяйственных наук З.В. Шошина

Автореферат разослан н ¡^

Просим принять участ'ф! 3 заседании со. двух экземплярах, за* е*'т • печатью.»

■., ,1^ать свой отзыв в

. 1

I

Ученый секретарь

Диссертационного Сове!' ; доктор сельскохозяйстве 1 профессор ( .1 1

Н

41 I

.; ¡1>5.; Кувшинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Вика посевная традиционно воэделы-вается ради получения высокобелкового сочного корма для животных. Поэтому основная цель создания сортов укосного типа - это увеличение зеленой массы растения. В последние годы сформировалось новое направление — создание сортов зернофуражного типа, для реализации которого кроме традиционных источников продуктивности зеленой массы требуются источники высокой семенной продуктивности и высокого качества семян (зерна).

Семена вики, а также продукты их переработки (мука, дерть) являются ценным кормом, особенно для свиней и птиц. По сравнению с горохом, зерно вики обладает рядом преимуществ, в первую очередь по содержанию сырого протеина (30...-35% против 24.-.29%) и переваримого протеина в расчете на 1 к.е. (220 против 170 г). По содержанию отдельных аминокислот белок семян вики приближается к соевому, в частности, в нем - содержится больше аргинина, глицина и особенно дефицитного для бобовых культур метионина. По сумме незаменимых аминокислот белок семян вики не уступает, а иногда и превосходит эталонный "белок" ФАО. • -

- Зерно вики посевной можно рассматривать как один из неиспользованных резервов высококонцентрированного белкового корма и сырья для комбикормовой промышленности, способствующий'решению актуальной народнохозяйственной проблемы по преодолению дефицита кормового белка.

Для этого необходимо изучение и выявление из генофонда ВИР генотипов, отвечающий требованиям нового направления, совершенствование методов селекции сортов зернофуражного использования.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Основной целью работы являлось изучение селекционной ценности генофонда вики посевной и выделение из него перспективных форм, пригодных для селекции сортов зернофуражного использования.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

- комплексное изучение количественных признаков мирового генофонда из коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова; ' -

- оценка ¿сходного материала по физиологическим индексам и определение возможностей их использования в селекционном процессе вики посевной зернофуражного направления;

- изучение и оценка коллекционных образцов и селекционных форм с высокой семенной продуктивностью по содержанию белка и его качеству для определения возможностей их использования в селекции зернофуражных сортов;

- морфобиологическое и физиологобиохимическое обоснование параметров модели сорта зернофуражного использования для Централь но-Черноземного региона;

-.выявление и использование в селекции образцов, устойчивых к почвенным патогенам;

- совершенствование и апробация приемов и-методов создания-и выделения перспективных комбинаций скрещивания с использованием трансгрессивного эффекта;-

-^использование методов и источников в практической селекции вики посевной на высокую семенную продуктивность.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. ,В условиях Центрально- Черноземного региона изучено и оценено 135 сортообразцов вики посевной из мировой коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова по комплексу признаков, являющихся приоритетными для селекции сортов зернофуражного типа. Выявлены наиболее ценные источники по признакам габитуса, элементам семенной продуктивности, и питательной ценности семян. Разработаны методические вопросы оценки селекционного материала, подбора родительских пар и направления отбора по морфологическим, биологическим, физиологическим и биохимическим показателям. Впервые определены основные морфоб и ©логические и физиолого-биохимические параметры модели сорта вики посевной зернофуражного направления для Центрально-Черноземного региона России.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

' ! ' . * 4 '

1. Направления селекционной работы по созданию сортов зернофуражного типа.

2. Рекомендуемые для использования в селекционной практике основные параметры модели сорта зернофуражного направления для Центрально-Черноземного региона России. . .

3. Результаты контролируемого получения трансгрессивных форм, основанного на подборе родительских; пар с различными типами фено-типической изменчивости признаков по, методике ВИР (Репьев С.И., 1991).

4. Практическая ценность выделенных и созданных образцов как исходного материала для селекции сортов зернофуражного типа.

" ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ; По различным признакам выявлен ряд образцов вики посевной, которые рекомендуются в канестве исходного материала для селекции сортов зернофуражного типа. Предложены методические подходы к созданию нового селекционного материала Созданы новые перспективные линии, сочетающие в себе комплекс ценных признаков. Выведены высокоурожайные по се-

менам сорта вики посевной Орловская 88 и Орловская 91, районированные в различных регионах России.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований доложены на научно-теоретической конференции молодых ученых и специалистов (Орел, 1989), Всесоюзном совещании "Исходный материал, методы и результаты селекции вики посевной на продуктивность "(Литовский НИИ земледелия, 1990), научно-производственной конференции, посвященной 150 - летию Белорусской сельскохозяйственной академии (Горки, 1990), научно-методическом совещании "Научные основы создания моделей агроэкотипов сортов и зональных технологий возделывания зернобобовых и крупяных культур для различных регионов России" (Орел, 1996), Всероссийской научно - методической конференции "Роль физиологии растений в адаптивной селекции и агротехнологии (Орел, 1999).

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертационная работа состоит из общей характеристики работы, семи глав, выводов, предложений для селекционной практики и сельскохозяйственного производства, списка использованной литературы и приложений. Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста, иллюстрирована 37 таблицами и 13 рисунками. Список литературы включает 220 наименований, из них 22 на иностранных языках. Приложений - 11.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО СЕЛЕКЦИИ ВИКИ

ПОСЕВНОЙ НА ВЫСОКУЮ СЕМЕННУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)'

Дана агробиологическая характеристика вики посевной. Обобщены результаты отечественной селекции вики в направлении увеличения урожайности, качества и устойчивости к болезням; Проведен анализ литературных данных по использованию в селекции физиологических индексов.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 1991...2000 гг. во ВНИИ зернобобовых и кру пяных культур (г.Орел).

Погодные условия в годы проведения опытов были контрастными, что позволило объективно оценить изучаемый материал,

Исходным материалом служили образцы вики посевной из мировой коллекции ВИР им. Н.И. Вавилова. Изучено 135 образцов, относя-

щихся к различным эколого-географическим группам и вызревающих в условиях Орловской области. В период вегетации проводились наблюдения, оценки, учеты и анализы 44 признаков по методике ВИР (1975). Объем выборки составлял не менее 30 растений.

Сырой протеин в зеленой массе и семенах определяли микрометодом Къельдаля, аминокислотный анализ выполняли на аминоанализато-ре АААТ - 339 в лаборатории качественной оценки селекционного материала. Активность ингибиторов трипсина и химотрипсина изучали ка-зеинометрическим методом (Бенкен И.И., 1982) в лаборатории биохимии ВНИИЗБК,

Конкурсное сортоиспытание закладывали на делянках площадью 10 м1 в шестикратной повторности в смеси с овсом, при норме высева вики 2,2 млн. и овса — 1,7 млн. вех. семян на 1 га. Уход за посевами, учеты и наблюдения - общепринятые для культуры (ВИР, 1975, 1991).

Полученные результаты обрабатывали вариационно - статисти-чесми методами (Доспехов Б.А.,1973; Рокицкий П.Ф., 1974).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

ГЛАВА 3. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ, ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПРОДУКТИВНОСТЬ ГЕНОТИПОВ ВИКИ ПОСЕВНОЙ

Создание сортов зернофуражного направления предусматривает гарантированное получение как можно большего количества зерна, что прежде всего связано с продолжительностью периода вегетации. Поэтому изучение комплекса хозяйственно ценных признаков проводили на образцах скороспелого и среднеспелого .типа. Установлено, что для сортов зернофуражного использования наиболее ценными являются образцы с коротким межфазным периодом «цветение-созревание». По результатам изучения выделили 26 образцов подобного типа (к.к. 25720, 30674,30955,31147,31221, 32346,34441 и др.).

Для сортов зернофуражного направления в связи с увеличением массы зерна, образующегося на стебле* и возрастания нагрузки на него, необходимо увеличение устойчивости к полеганию, что зависит прежде всего от длины стебля.

К короткостебельным относили образцы с длиной стебля не более 75 см. В зависимости,от условий года, их относительное количество колебалось от 72% в сухие годы (1991) до 39% во влажные (1993). Выделено семь образцов, которые независимо от погодных условий попадали в группу короткостебельных (к.к. 25720, 33750, 35072, 35297,-35431, 36139,36159).

Анализ структуры урожая выявил достоверное превосходство короткостебельных образцов над средне - и длинностебельными по основным элементам семенной продуктивности (табл. I).

Таблица 1.

Морфобио логические признаки и семенная продуктивность сортообраз-цов вики посевной, различающихся по длине стебля, средНёеза

1991...1993 гг.

Признаки Морфотип растения

короткое те-бельный среднесте-бельный ■ длинносте-бельный :

Длина стебля, см. 70,0± 1,0 82,0±0,8 94,1 ±1,0

Число продуктивных узлов, шт. 4,9±0,2 4,5±0,2 4,3 ±0,2

Число продуктивных бобов, шт. 5Д±0,4 4,8±0Д 4,7±0,2

Число семян в бобе, шт. 4,5±0,2 , 4,1 ±0,1 . 4,3±0,1

Число семян на растении, шт. 21,8±1,0 19,9±0,8 19,9±1,1

Масса 1000 семян, г 60,9±1,8 60,6+1,2 б2,0±1,7

Масса семян с растения, г 1,7±0,1 ■ 1,2±0,1 1,3+0,1

Вегетационный период, сут. 95 101 101

По числу узлов до первого боба спектр изменчивости среди всех изученных образцов за три года составил от. 5 до 13 шт. Наименьшее значение признака имели сортообразцы к.к. 1199, 25728, 27770, 29453, 35307, 35629, 35915, 36139; У короткостебельных образцов наблюдалось снижение этого признака, что связано с их большей скороспелостью (короткостебельные - 8,3; среднестебельные - 9,7; длинностебель-ные -10,5 узлов). . . '

Число продуктивных узлов у всей совокупности образцов варьировало от 3 до 8. шт. Наибольшее значение признака имели образцы к.к. 26342, 34441, 35626, 35628, 36139. У короткостебельных сортообразцов этот показатель был несколько выше, чем у средне - и длинностебель-ных (короткостебельные - 4,9; среднестебельные - 4,5; длинностебель-ные - 4,3). Генотипическая изменчивость по признаку «число продуктивных бобов» у всех изученных образцов составила 17,6 %, что на 2,0 % выше модификационной...

В среднем за три года число продуктивных бобов на растении колебалось от 3 до 9 шт. Наибольшим проявлением признака характеризовались образцы к.к. 26342, 30781, 34441, 34716, 34942, 35054, 35431, 35448, 35626, 35629, 35645, 35920, 36097, 36139. У короткостебельных образцов величина этого показателя была достоверно выше, чем у средне - и длинностебельных (короткостебельные - 5,2; среднестебельные -4,8; длинностебельные - 4,7 шт.).

По числу семян на растении амплитуда колебания в наборе сортообразцов составила от 11 до 39 шт. В среднем за три года образцы: к.к. 26342, 30784, 35431, 35626, 35629, 35899, 35920, 36054, 36093, 36097, 36098, 36139 характеризовались наибольшим числом семян на растении. Группа короткостебельных образцов значительно превышала по этому

показателю средне - и длинностебельные (короткостебельные - 21,8 г; среднестебельные - 19,9 г; длинностебельные - 19,9 г).

Число семян в бббе являлось наименее варьирующим элементом семенной продуктивности растений. В среднем затри года оно изменялось у образцов от 3 до 6 семян. Максимальным числом семян в бобе, в " среднем затри года, характеризовались образцы к.к. 833, 25720, 26345, ( 30955, 30961, 34382, 34448, 34456, 35031, 35216, 35917. У группы ко* роткостебельных этот показатель был достоверно выше.

Межсортовые колебания по массе 1000 семян в изученной совокупности составили от 43 до 77 г. В среднем длинностебельные образцы имели более крупные семена. Однако, и среди короткостебельных были отдельные образцы с крупными семенами (клс.' 1199,35072). .

■-'-"По семенной продуктивности межсортовые колебания в среднем за три года составили от 0,66 до 2,22 г. Стандарт (сорт Орловская 84) превышали по этому показателю сортообразцы к.к. 30781, 35031, 35046, 35581, 35626, 35629, 35645, 35920, 36097, 36139. У группы короткостебельных образцов этот показатель был выше {короткостебельные - 1,68; среднестебельные - 1,22; длинностебельные - 1,25 г).

Результаты генотипической и кодификационной изменчивости показали, что у таких признаков, как «число узлов до первого боба», «число выполненных бобов», «число семян в бобе»'и «масса семян с растения» кодификационная изменчивость превышала генотип и чес кую, что указывает на возможные осложнения отбора генотипа по фенотипу.

В наших исследованиях урожайность сухого вещества надземной массы в период созревания семян у изученных образцов в среднем колебалась в пределах от 6 до 12 т/га. При этом на долю стеблей приходилось 55%,- семян —32% и створок бобов-13%, т.е. система донорно-акцепторных отношений у вики посевной в процессе онтогенеза на-правленажа преимущественное использование продуктов фотосинтеза и минерального питания для формирования и роста осевых органов, затем - листьев, и меньшая их часть используется на образование и налив бобов и семян. '

Распределение продуктов ассимиляции в растениях вики зависело от погодных условий. Так, в благоприятном для роста и развития 1992 году доля стеблей в общей сухой массе растения составляла 43,7%; семян - 40,4%; в неблагоприятном 1993 году - соответственно 68,5 и 20,4%. Сухая масса створок бобов варьировала в зависимости от условий произрастания в значительно меньшей степени (рис. 1).

Анализ накопления сухого вещества по органам растений вики свидетельствует о значительных различиях в распределении поступающих питательных веществ в зависимости от морфотипа растения. У низкорослых сортообразцов более 40% их накапливалось в семенах и 44% в стеблях, в то время как у длинностебельных свыше 60% использовалось для формирования и роста осевых органов и только 29% - на семена. Следовательно, длину стебля можно рассматривать как один из

основных генотипических признаков, определяющих направление селекции сорта на зеленую массу или зернофураж.

о ш

ь

0

ф ш <ь

1

О

100% 80% 60%

40% 20%-

■ стебли в семена □створки

Рис. I, Влияние погодных условий на накопление и распределение сухого вещества по органам растения у сортообразцов вики посевной (среднее по 135 . сортообразиам). , , ' '

По результатам изучения выделен образец к-35724, обладающий высокой долей семян в общей массе растения во все годы изучения, который был вовлечен в скрещивания. В гибридных популяциях проводили отбор по процентному содержанию семян. В результате были получены линии, которые в контрольном питомнике превысили стандарт (сорт Орловская 84) по урожайности семян на 0,4 т/га (табл. 2).

Таблица 2.

Урожайность семян новых линий вики посевной (контрольный питомник)

Название Урожайность, т/га

1999 г. 2000 г. " Л" ± к ст.

Орловская 84, ст. 1,5 1,8 1,6

Линия 112 1,8 2,1 . 2,0 •км

Линия 117 - 2,2 - +0,4

НСР05 0,2 0,2

Физиологические индексы. В наших исследованиях в зависимости от условий года облиственность растений колебалась у образцов от 20 до 40 %. К слабо изменчивым сортообразцам по этому признаку можно отнести к.к. 26345, 27769, 35580, 35915 и 36054 , у которых при значе-

нии признака от 33,0 до 36,1 %, коэффициент вариации по годам составил 5.4; 5,0; 6,8; 2,5 и 4,5 % соответственно.

Помимо облиственности, изучали структурно - функциональные особенное™ листочков, к числу которых относится их удельная поверхностная плотность (УППЛ). Она отражает степень развития палисадной и губчатой паренхимы и количество локализованных в них запасных веществ. Амплитуда колебания УППЛ у сортообразцов в среднем за два года составила от 0,12 до 0,22 г/дм2. Чем выше эта величина, тем эффективнее-использование фотоактивной радиации (ФАР). Значение признака выше 0,20 г/дм2-имели образцы к.к. 33750, 34493, 34547, 34716, 35035,? 35046, 35069, 35307, 35629, 35645, 36078. Отмечена тенденция к увеличению УППЛ у образцов с более высокой семенной продуктивностью: Го? = +0,22 ... +0;29. . о

На примере многих сельскохозяйственных культур убедительно доказано, что одним из главных дестабилизирующих факторов продукционного процесса формирования урожая семян является полегание растений и посевов в целом. Для оценки устойчивости зернобобовых культур к полеганию АЛ. Амелиным (1991) предложен показатель линейной плотности стебля (ЛПС), вычисляемый как отношение сухой массы стебля к его длине. Величина этого показателя у вики посевной в наших исследованиях колебалась в среднем от 8,0 до 13,8 мг/см. Высоким значением признака характеризовались образцы к.к. - 30524, 34493, 35275, 35656, 35977, 36258 и др. У короткостебельных морфотипов величина ЛПС была существенно выше, чем у средне- и длинностебель-ных (короткостебельные - 11,6 мг/см, среднестебельные - 10,8 мг/см, длинностебельные - 10,6 мг/см). Коэффициенты корреляции между ЛПС и длиной стебля, ЛПС и семенной продуктивностью в группе короткостебельных сортообразцов составили: г« = +0,21...+0,29 и r0j = +0,41 ...+0,88 соответственно. Не было выявлено взаимосвязи между этими показателями в группе средне - и длинностебельных образцов.

Следовательно, фотосинтетический аппарат растений вики посевной позволяет формировать высокий биологический урожай при сравнительно низкой семенной продуктивности. Последнее означает, что семенная продуктивность лимитируется не величиной фотосинтетического потенциала и количеством ассимилянтов, а их распределением между вегетативной и репродуктивной сферами растений в соответствии с генетической детерминацией системы донорно-акцепторных отношений у морфотипов растений.

ГЛАВА 4. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА БЕЛКА ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ И СЕМЯН ВИКИ ПОСЕВНОЙ.

Изученный коллекционный материал вики посевной различался по содержанию сырого протеина (белка'» в укосной массе в пределах от 15,93 до 23,54 %, при широкой амплитуде его колебания в зависимости

от погодных условий вегетационного периода. В 1991 году колебания составили от 15,31 до 21,70 %;■ в 1992 - от 15,84 до 25,99 %, в 1993 - от 13,04 до27,30%.

Большинство образцов имело средний уровень белковости, не превышавший 20%, Из 135 сортообразцов только восемь отличались повышенным содержанием белка в зеленой массе (к.к.г26046; 26342; 31824; 35215; 35216; 35548; 35558; 35629). Превышение над стандартом " (Орловская 84) по этому показателю составляло от 3,7 до 4,7 %. v"

В среднем за два шда содержание белка в семенах в изученном материале колебалось от 27 до 37 % (табл. 3). Лишь у шести образцов ■ уровень белковости семян был выше 35 % (к.к. 31221; 33747; 35275; 35784;35445; 35454), что позволило отнести их к источникам высокого содержания белка в семенах. Эти образць! превышали стандарт по уровню белковости семян на 11-17 % и обладали высокой облиственно-стью растений,:т. е. с повышением облиственности сортообразцов прослеживалась тенденция к увеличению содержания белка в семенах вики посевной (г = +0,49), что не выявлено в зеленой массе.

Сортообразцы анатолийской и южно-европейской экологических групп превышали по содержанию белка в семенах представителей сред-' нерусской, западноевропейской, среднеевропейской и кавказской групп.

Для изучения аминокислотного состава было отобрано 23 наиболее адаптированных к нашим условиям сортообразцов вики посевной со стабильной семенной продуктивностью. В изученном материале амплитуда колебания содержания незаменимых аминокислот в белке в среднем за два года составила от 47 до 53%, а сумма заменимых - от 43 до 50 %. Девять образцов (к.к. 1818,26342, 35307, 35626, 35628/36054, 36405, 36625) по сумме незаменимых аминокислот превысили уровень 50 %.

Высокие отрицательные корреляции между содержанием белка в семенах и таких аминокислот, как серин, пролин, глицин и аспарагиновая кислота (г = -0,81 ...-83) свидетельствуют о необходимости проведения постоянного контроля за уровнем белковости семян при увеличении содержания этих аминокислот. \ -

Одна из причин снижения переваримости и питательных свойств белков семян вики посевной - присутствие в белковом комплексе биологически неполноценных компонентов, обладающих физиологической активностью и антипитательными свойствами. Среди них особое положение занимают ингибиторы протеолитических ферментов пищеварительного тракта. Химотрипсин ингибирующая активность белков семян у 23 образцов с известным аминокислотным составом колебалась от 1,6 до 5,5 мг/г, что в два раза выше их трипсин ингибирующей активности (от 0,76 до 2,97 мг/г) (табл. 3). В составе этой группы образцов низкую трипсин (до 0,9 мг/г) и химотрипсин (до 2,3 мг/г) ингибирующую активность имели три образца (к.к.-31752, 35626, 36094), которые могут служить генетическими источниками пониженного содержания ингибиторов протеиназ в селекции на качество семян. ■ : >

Таблица 3.

Биохимические показатели изученной совокупности вики посевной (23 сортообразца).

Показатели 1991г. 1992 г.

. (¡ш X Кт X

Белок в семенах, % 25,5-36,4 30,3 27,5-39,1 34,7

Сумма незаменимых аминокислот, % от белка 46;1-53,8 47,3 47,1 -52,2 49,7

Трипсин ннгибирующая ■ активность, мг/г 0,76-1,95 1,34 0,98 - 2,97 1,80

Химотрипсин ннгибирующая активность, мг/г 1,60-4,40 2,93 1,80-5,50 3,22

Изменчивость показателей качества семян между сортообразцами вики посевной обусловлено генотипом, и в значительно меньшей степени - условиями произрастания. Выявлено восемь образцов, сочетающих высокую семенную продуктивность с высоким содержанием белка и отдельных аминокислот в различные по погодным условиям годы (табл. 4). , ■.■■ . ■ .

■ ■ . . Таблица4.

Сортообразцы вики посевной с комплексом ценных признаков,

1991. ..1993 гг.

№№пп Номер каталога ВИР Семенная продуктивность, г/раст. Сырой протеин в семенах, % Высокое содержание аминокислот

1. 26342 1,66 у34,4 ■ лизин, метионин, валин

2. 35031 2,42 ■ 31,3 глицин

3. 35626* 1,83 33,4" треонин,валин

4. 35628 1,66 32,4 лейцин

.5. 36054 1,70. 32,4 треонин, валин

6. 36130 1,78 31.6 глицин

7. 36253 1,60 30,8 триптофан

8. 36258. 1,74 . 34,5 лейцин, алан и и

* - низкая трипсин и химотрипсин ннгибирующая активность.

ГЛАВА 5. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИ СОРТА ВИКИ ПОСЕВНОЙ ЗЕРНОФУРАЖНОГО НАПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЦЕНТРАЛЬНО. ■ ЧЕРНОЗЕМНОГО РЕГИОНА РОССИИ

На основании результатов наших исследований, а также анализа литературных данных .(Тюрин Ю.С., 1966; Ившин Г.И., 1983; Аралов В.И., 1986; Гутман Ф.Х., 1991; Власов Н.Ф., 1993; Дробышева Л.В., Тю-

рин ГО.С. и др., 1997; Фицев А.И., 1998) разработаны параметры модели сорта вики посевной зернофуражного направления, в которой оптимально сочетаются морфобиологическне, "физиологические и биохимические признаки (табл. 5).

* Таблица 5.

Основные параметры модели сорта вики посевной зернофуражного направления для Центрально-Черноземного региона России.

< • > ," Еди- Оптималь-г

№ п/п Наименование признака ницы - изме-: рения : ныепара- ; метры признака ' ■

1. Вегетационный период суток 90-100

2. Период "всходы - цветение" ■ « суток . 45-50

3. Период "цветение — созревание" суток 45-50 • •

4. Длина стебля -- ■ - >; >; см. не более 75;

5. Число узлов до первого боба: шт. не более 9

6. Число плодоносящих узлов : < 'шт. не менее 7

7. Число продуктивных бобов шт. не менее 8

8. Число семян в бобе - -■.'л. > шт. не менее 5

9. Общая биологическая продуктивность растения не менее 4

10. Доля стебля в общей биомассе '" % не более 4 &

11. Доля створок бобов в общей биомассе %: не более 17

12. Коэффициент хозяйственной эффективности ' % не менее 36

13. Семенная продуктивность растения г более 1,5

14. Масса 1000 семян ~ ■ г не менее 60

15. Удельная поверхностная плотность листа г/дм2 более 0Д2

16. Линейная плотность стебля' мг/см более 13,8.

17. Содержание протеина % не менее 35

18. Сумма незаменимых аминокислот % не менее 50

19. Трипсин ингибирующая активность, ' мг/г не более „ 0,35

20. Химотрипсин ингибирующая активность мг/г не более 2,3

21. Планируемая урожайность семян т/га 0,35

22. Степень развития болезни 1 % не более 25

ГЛАВА, 6. УСТОЙЧИВОСТЬ К БОЛЕЗНЯМ.

Оценка образцов по устойчивости к корневым гнилям, пероноспо-розу, аскохитозу, мучнистой росе и ржавчине проводилась на естественном и инфекционном фонах. Поражение растений было тесно связано с условиями года. Не обнаружено связи степени развития болезни с хозяйственно ценными признаками растения. Выделено два образца, обладающие комплексной устойчивостью к данным заболеваниям (к.к. 25728, к-35297).

, ГЛАВА 7. СОЗДАНИЕ НОВОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА И РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ

Работе по созданию сортов зернофуражного типа предшествовало выведение зерноукосных сортов, которое было начато в 1984 году и завершилось получением сортов Орловская 88 (Богородицкая 800 х Бело-церковская 27 х Орловская 4) и Орловская 91 (к-33747 х к-35072 Со«) 10 кр), районированных в различных регионах России. На основе этих сортов, а также результатов изучения селекционного материала проводилась практическая селекционная работа. Подбор пар для гибридизации осуществлялся по эколого географическому принципу.

Результаты изучения гибридного материала Рг по семенной продуктивности и составляющим ее элементам свидетельствуют о том, что при подборе пар для скрещивания необходимо учитывать особенности реакции родительских форм по хозяйственно ценным признакам на изменяющиеся условия среды. При скрещивании образцов, имеющих раз-личный.тип модифнкационной изменчивости, получено большое количество положительных трансгрессий. В таблице 6 приведены данные по частоте и степени трансгрессий во втором поколении трех гибридных комбинаций, которые подтвердили правильность подхода к подбору родительских пар на основе методики ВИР (1991).!

Потомство лучших растений, отобранных из этих популяций но комплексу признаков, изучалось в течении двух лет в селекционном и далее оценивалось в контрольном питомнике и конкурсном сортоиспытании в сравнении со стандартом - сорт Орловская 84 (табл. 7).

Сортоиспытание показало, что по продолжительности вегетационного периода новые линии были близки к стандарту. Линия 367 (к-35628-х к-35448) отличалась более коротким периодом "всходы - цветение", а линия 331 (к-36130 х к-36073) - "цветение - созревание1'. Линия 354 (к-36068 х 35297) имела меньшее число узлов до первого боба, а линия 331 - меньшее число продуктивных узлов,. при значительно большем числе ветвей на растении. Линия 367 отличалась большим числом выполненных бобов. Число семян в бобе было выше у линий 331 и 354. По массе зерна с растения все испытываемые линии превышали стандарт. Перспективные линии имели значительно больший показатель Кхоз (стандарт -33,0; линия 331 - 40,0; линия 354 - 38,0; линия 367 - 43,0 при НСР05 = 3,2%). По массе 1000 семян все линии превышали стандарт, при этом линия 367 имела очень высокую массу 1000 семян.

' ' " .... Таблица 6.

Частотам степень трансгрессии у Т2'гибридов вики посевной по основ- ^ ным признакам продуктивности, 1994 пуц.

а> к X Масса семян с растения, г Число продуктивных бобов, шт. .Число семян в V бобе,шт :■ - Масса 1000 се- 1

4> 1=1 К Й V К о а- частота трансгрессии, % степень трансгрессии, % ! частота трансгрессии, % • о £ V? <3 V щ С В Си частота трансгрессии, % степень трансгрессии, % < ■ 1 частота трансгрессии, % степень трансгрессии, %

¡ё ^ я 63,1 66,1 , 32,8 78,9 0 0- , 11,4 ■ ■ 17,1

к-36130 х к-36073 39,4 83,1 33,3 61,1 15,1 13,8 0 0

* X гч £ * 29,4 74,6 32,3 87,5 23,5 20,9 0 0

Испытание показало, что новые линии превысили стандарт по урожайности семян на 0,4 - 1,0 т/га (табл. 7). По содержанию сырого протеина в зерне линия 354 не уступала, а линии 331 и 367 превосходили стандарт. . ' ........... . ■

, , Таблица 7.

Урожайность семян перспективных линий вики посевной (конкурсное сортоиспытание). ,

Сорт, линия " Урожайность, т/га

1998 г. 1999 .г 2000 г. ■ ■ х ± к стандарту

Орловская 84 - ст. 1,3 0,9' 1,0 1,1

Л-331 -1,7' 1,5 ' 2,0 1,6 +0,5

Л-354 - 2,2 1,5 1,4 1,7 +0,6

Л - 367 1,8 . 1,6 1,9 1,8 +0,7

НСР05 '0,3 од 0,2

Таким образом, в результате целенаправленной селекционной работы были созданы новые перспективные линии, сочетающие высокую

урожайность и качество зерна. Эти линии имеют достаточно высокий уровень урожайности зеленой массы, но при этом зерновая продуктивность у них значительно выше, чем у стандарта, что связано с перераспределением пластических веществ в пользу генеративных органов, о чем свидетельствует высокий показатель КХо> В новых линиях удалось сочетать высокую урожайность семян с их улучшенными биохимическими свойствами.

ВЫВОДЫ

1. Изучено 135 образцов коллекции ВИР по 44 показателям. Выделены источники хозяйственно ценных признаков для создания сортов зернофуражного использования: с коротким периодом «цветение-созревание» - 26 образцов, короткостебельных - 17 образцов, по числу узлов до первого боба ~ 7 образцов, по числу продуктивных узлов на растении - 5 образцов, по числу продуктивных бобов на растении - 14 образцов, по числу семян в бобе - 11 образцов, с высокой семенной продуктивностью - 11 образцов, с повышенным содержанием белка -6 образцов, с повышенным содержанием суммы незаменимых аминокислот - 9 образцов.

2. Короткостебельность является основным генотипическим признаком, определяющим направление селекции сорта зернофуражного типа, для которого характерно перераспределение пластических веществ в пользу генеративных органов, что находит свое выражение в высоком значении Кхоз.

3. Физиологические индексы - удельная поверхностная плотность листа и линейная плотность стебля имеют положительную связь с признаками короткостебельности и семенной продуктивности, и могут быть использованы для отбора элитных растений на ранних этапах селекции вики зернофуражного направления

4. Высокое содержание белка и незаменимых аминокислот в семенах вики посевной еще не могут служить показателями их высокой питательности, так как уровень их усвояемости определяется трипсин и химотрипсин кнгибирующей активностью. Низкой активностью ингибиторов протеолитических ферментов отличались три образца (к.к. 31752, 35626, 36094), которые могут служить источниками пониженного содержания ингибиторов протеиназ в селекции на качество семян.

5. Степень поражения растений болезнями определяется в основном погодными условиями. Не выявлено связи поражаемости болезнями с морфобиологическими признаками. Комплексной устойчивостью к болезням (корневые гнили, аскохитоз, пероноспороз, мучнистая роса и ржавчина) обладали два образца - к. к. 25728,35297.

6. Определены основные морфобиологические параметры модели сорта вики посевной зернофуражного направления для Центрально -Черноземного региона России.

7. Целенаправленный подбор родительских пар с различными типами модификаций иной изменчи вости" позволяет получать гибриды с большой частотой и высокой степенью трансгрессии.

8. В результате целенаправленной селекционной работы созданы новые высокоурожайные сорта вики посевной Орловская 88 (районирован в шести регионах России) и Орловская 91 '(районирован в трех регионах России), а также перспективные селекционные линии 331, 354, 367, дающие высокую урожайность зерна улучшенного качества.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА

1. В селекционные программы по созданию новых сортов вики посевной рекомендуется включать образцы из коллекции ВИР им Н.И. Вавилова, выделившиеся по комплексу хозяйственно ценных признаков: 30781, 35031, 35046, 35431, 35581, 35626, 35629, 35645, 35920, 35977, 36097,36139.

2. Использовать в селекционной практике модель сорта вики посевной зернофуражного направления для Центрально-Черноземного региона России.

3. Для увеличения выхода ценных трансгрессивных форм использовать методику подбора пар с различным типом изменчивости.

4. С целью увеличения урожайности вики посевной шире использовать в сельскохозяйственном производстве сорта Орловская 88 и Орловская 91.

ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА

1. Измалков В.И., Рогожкина А.И. Исходный материал вики посевной //Материалы научно-производственной конференции (г. Горки 10-12 октября 1990 г.).-Горки.-1992.-С.4-7.

2. Измалков В.И., Рогожкина А.И. и др. К вопросу создания высокопродуктивных сортов вики яровой //Селекция и технология возделывания зерновых бобовых и крупяных культур. - Орел. - 1994. - С.47-53.

3. Методические указания по селекции вики посевной (под редакцией Б.С. Курловича).-Л. - 1991.-33 с. . .

4. Рогожкина А.И., Измалков В.И. Изучение исходного материала вики посевной //Научн.техн.бюл. ВНИИЗБК. - Орел. - 1993. - ХгЗ. -С.14-17. . .

5. Рогожкина А.И., Монахова Н.А„, Правдюк З.Н., Черненькая Р.Ф. Перспективы селекции вики посевной зернофуражного использования //Биологический и экономический потенциал зернобобовых, крупяных культур и пути его реализации. - Орел. - 1999. - С.122-126.

6. Рогожкина А.И. Взаимосвязь длины стебля и продуктивности семян вики посевной //Науковг основи стабшзаци виробництва

продукцп рослинництва //Тизи допов!деи М1жнароджн конференци 90-Р1ЧЧЮ шституту рослинництва ¡м. В.Я. Юрьева. - Харк1в. - 1999. -С.301-302.

7. Рогожкина А.И. Авторское свидетельство №6220 от 10. 1!. 1988 г. по сорту вики посевной Орловская 88.

8. Рогожкина АН. Авторское свидетельство №6646 от 12. 11. 1991 г. по сорту вики посевной Орловская 91.

Орловский государственный технический университет Лицензия № 00670 от 5.01. 2000

Подписано к печати 06. 07.2001. Формат 60 х 841/16 Печать офсетная. Объём 1,0 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ Нг%91в1п

- Отпечатано с готового оригинал — макета на полиграфической базе Орел ГТУ 302030, г. Орел, ул. Московская, 65.