Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание и изучение селекционного материала яровой мягкой пшеницы для условий степной зоны Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание и изучение селекционного материала яровой мягкой пшеницы для условий степной зоны Западной Сибири"

На правах рукописи

\

\

ооьи1•

КУРКОВА Светлана Владимировна

СОЗДАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ДЛЯ УСЛОВИЙ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.05 - «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений»

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 с оев жг

Новосибирск - 2012

005011501

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте кормов Россельхозака-демии

Научный руководитель доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик РАСХН Гончаров Пётр Лазаревич

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор, академик РАСХН Сурин Николай Александрович

кандидат сельскохозяйственных наук Пискарёв Вячеслав Васильевич

Ведущая организация Сибирский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства Россель-хозакадемии

Защита состоится "23й марта 2012 года в Ю00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 006.058.01 при Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте кормов Россельхозакадемии (630501, Новосибирская область, Новосибирский район, п. Краснообск, ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии, а/я 276. Факс: 8 (383) 348-39-11; web: www.sibkorma.ru; e-mail: sibkorma@ngs.ru)

С диссертацией можно ознакомиться в учёной части ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии.

Автореферат разослан « » февраля 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Осипова Г.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Пшеница - одна из наиболее ценных продовольственных культур в мире. В Западной Сибири значительные площади заняты яровой мягкой пшеницей (от 60 до 70%). Регион характеризуется низким агроклиматическим потенциалом, который составляет около 50% от среднего уровня России. Несмотря на это, Западная Сибирь -один из крупнейших зернопроизводящих регионов Российской Федерации.

Созданные и возделываемые сорта пшеницы в большинстве своём не обладают достаточной устойчивостью и стабильностью урожаев, высоким качеством продукции, кроме того, они утрачивают эти свойства при их использовании.

Повышение эффективности селекционного процесса, создание сортов пшеницы, адаптированных к условиям зоны их возделывания, отвечающих заданным параметрам по продуктивности и качеству, устойчивости, обладающих иммунитетом и стабильностью урожаев при неустойчивых гидротермических режимах Сибири было и до сих пор остаётся одной из актуальнейших задач селекции (Гончаров, 2002).

В условиях степной зоны Западной Сибири предпочтение должно отдаваться среднеспелым и среднепоздним сортам с замедленным развитием до начала колошения и ускоренной генеративной фазой. Такие формы Западно-Сибирской экологической группы, благодаря медленному ритму развития в период «всходы-колошение» с меньшим ущербом переносят засуху первой половины лета и в большей степени используют осадки второй половины лета (Удольская,1936; Леонтьев,1972; Зыкин,1997).

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить и создать для условий степной зоны Западной Сибири (Северной Ку-лунды) селекционный материал и сорта мягкой яровой пшеницы с высокой урожайностью зерна и комплексом хозяйственно ценных признаков.

Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Оценить вклад генотипической и средовой изменчивости в общее фенотипическое варьирование основных хозяйственно ценных признаков.

2. Изучить изменчивость и сопряжённость основных хозяйственно ценных признаков яровой мягкой пшеницы.

3. С использованием метода индивидуального отбора выделить селекционные линии и оценить их в селекционных и контрольных питомниках по продолжительности вегетационного периода, продуктивности, устойчивости к стрессам.

4. Провести конкурсное, экологическое и производственное испытания сортообразцов и выделить наиболее перспективные для селекции в условиях Северной Кулунды.

5. Создать новые сорта, адаптированные к условиям степи Западной Сибири (Северной Кулунды).

Научная новизна. Впервые в условиях степной зоны Северной Кулунды изучена изменчивость и сопряжённость урожайности зерна и элементов продуктивности мягкой яровой пшеницы

Дисперсионным анализом оценен относительный вклад геноти-пической и средовой изменчивости (годы, сроки посева) и их взаимодействие в общее фенотипическое варьирование основных хозяйственно ценных признаков мягкой яровой пшеницы в условиях Северной Кулунды.

Создан селекционный материал и сорта мягкой яровой пшеницы Баганская 95 и Баганская 51с высоким потенциалом продуктивности и комплексом хозяйственно ценных признаков. Научная новизна защищена авторским свидетельством на сорт яровой мягкой пшеницы Баганская 95 № 40546 от 26.01.2007 г. и патентом на селекционное достижение № 5178, выданного по заявке № 9610280 с датой приоритета 04.12.2003 г.

Положения, выносймые на защиту:

1. Компоненты генотипической и средовой изменчивости в общем фенотипическом варьировании элементов продуктивности колоса.

2. Сопряжённость между урожайностью зерна и её составляющими элементами.

3. Источники хозяйственно ценных признаков и сорта мягкой яровой пшеницы для возделывания в степной зоне Западной Сибири.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Создан и включён в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию с 2007 года по Западно-Сибирскому региону сорт яровой мягкой пшеницы Баганская 95, характеризующийся высокой урожайностью и комплексом хозяйственно ценных признаков. По показателям качества зерна сорт относится к ценной пшенице. В настоящее время сорт Баганская 95 возделывается в Западной Сибири на площади более 100 тыс. га.

Передан на Государственное сортоиспытание в 2009 году сорт Баганская 51 - среднеспелый, урожайный, формирующий зерно среднего хлебопекарного качества. Сорт устойчив к полеганию, пыльной головне, засухе.

Выделены источники хозяйственно-ценных признаков, которые могут быть использованы в. селекции для создания новых сортов мягкой яровой пшеницы, пригодных для возделывания в условиях степной зоны Западной Сибири.

Апробация работы и публикации результатов исследований. Результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на: заседаниях учёного совета ГНУ Северо-Кулундинской опытной станции (1995-2005 гг.); заседаниях отдела селекции и семеноводства, учёного совета ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии (2006-2011 гг.); научно-практической конференции, посвящённой 70-летию Кулундинской СХОС (26-27 июля 2007 г., п. Ново-Ключи Алтайского края).

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ, получено авторское свидетельство на сорт яровой мягкой пшеницы Баганская 95 (а. с. № 40546 от 26.01.2007).

Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и предложений селекционной практике и производству, библиографического списка, включающего 155 источников, в том числе 23 иностранных авторов, 16 приложений. Работа изложена на 134 страницах, иллюстрирована 35 таблицами, 6 рисунками.

Исследования были проведены в соответствии с тематическим планом ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии (номер Госрегистрации 04.29.01.), договором о научном сотрудничестве по экологическому испытанию сортов и линий зерновых и кормовых культур № 14 от 20.01.2006 г. между ГНУ СибНИИ кормов и ГНУ СибНИ-ИРС Россельхозакадемии, а также в рамках комплексной селекционной программы «Сибирская пшеница», руководителем которой является профессор, академик РАСХН Пётр Лазаревич Гончаров. В экспериментальных работах принимали участие канд. с.-х. наук, директор ГНУ Северо-Кулундинской опытной станции СО РАСХН Александр Сергеевич Тарасов, старший научный сотрудник ГНУ СибНИИРС канд. с.-х. наук Александр Николаевич Лубнин. Автор выражает благодарность старшему научному сотруднику ГНУ СибНИИРС Россельхозакадемии канд. с.-х. наук Тимофееву Анатолию

Андреевичу за предоставленный для изучения селекционный материал.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В главе приведён обзор литературы по народно - хозяйственному значению, распространению, систематике и происхождению, морфобиологическим особенностям, истории и достижениях селекции в Сибири яровой мягкой пшеницы, использованию методов и направлений селекции данной культуры отечественными и зарубежными исследователями.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проведены в 1995-2009 гг. на опытном поле Северо-Кулундинской опытной станции (с 2006 года Сибирский научно-исследовательский институт кормов Россельхозакадемии). Почвы -чернозёмы южные солонцеватые. Реакция почвенного раствора слабощелочная (рН-7,3-7,4).

Метеорологические условия во время проведения исследований значительно различались между собой. Достаточно влажными - ГТК (по Селянинову) за май-август был более единицы, характеризовались годы: 1995, 1997, 2000, 2002, 2007, 2009; засушливыми (ГТК< 1) - 1996, 1999, 2001, 2003, 2004, 2005, 2006, 2008; сухим (ГТК < 0,5) - 1998 г. Из 14 лет максимальное количество осадков было в июне - 4 года, июле - 7 лет, и в июне, и в июле - 2 года, в августе -1 год.

Годы проведения экспериментальной работы по выявлению реакции генотипов сортов и условий среды на урожайность, её элементы и качество зерна имели различия по метеорологическим показателям (рис. 1). В 2006 г: количество осадков за май-август составило 71,3 % от среднемноголетней нормы. Наиболее из трёх лет благоприятным был 2007 год (171,8% от нормы осадков). 2008 год оказался типичным по метеоусловиям, за май - август выпало 110,4% от нормы.

Селекционный материал яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения, полученный нами из СибНИИРС, СибНИИСХ, АНИИЗиС, КазНИИЗХ был создан с использованием различных методов. Кроме того, нами в селекционный процесс вовлекались индивидуальные отборы высокопродуктивных растений сорта Саратовская 29.

120,0т

§100,0 •

Июнь

1112007 г. 2007 г.

Июль Ш2008 г. -♦"2008 г.

Август

Сентябрь

Сумма осадков.

■ Среднемноголетнс, _ „ - Среднесут. темпе-

-Средне»„огоЛет?4тура вюдуха „с

Рис. 1. Метеорологические условия по данным Баганской метеостанции, 2006-2008 гг.

При изучении влияния генотипов и условий среды на формирование хозяйственно ценных признаков и свойств яровой мягкой пшеницы исследовались сорта, допущенные к использованию в степной зоне: Памяти Азиева, Кантегирская 89, Омская 24, Омская 28, Карагандинская 70, которые высевались в разные сроки (15 и 25 мая, 05 июня) с нормой высева 3,5 млн всхожих зёрен на гектар, по пару. Таким образом для растений создавались различные условия по обеспеченности влагой и температурой.

Учёты и наблюдения в селекционных и контрольных питомниках проводились по общепринятым методикам (Коновалов, Берёз-кин, Долгодворова и [др.], 1987; Гуляев, Гужов, 1987), а на завершающих этапах - по методике Государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1989). Качество зерна (% содержания сырой клейковины) определяли в аналитической лаборатории ГНУ СКОС по ГОСТ 13586.3-83. Статистическая обработка полу-

ченных экспериментальных данных проводилась по Б.А. Доспехову (1985) на персональном компьютере с использованием пакета прикладных программ «БпеЙесог», разработанных О.Д. Сорокиным (2004).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Создание и изучение селекционного материала

С использованием метода индивидуального отбора из материала различного эколого-географического происхождения (Казахстан, Западная Сибирь) и различного селекционного происхождения, а также из семеноводческих посевов сорта Саратовская 29 были отобраны перспективные номера.

В 2006 г. селекционном питомнике 1-го года по числу зёрен колоса и массе 1000 зёрен было выделено 6 селекционных линий: 95 (Лютесценс 95), 714/9, Альбидум 95, 200, ЭК-50, Эритроспермум 257/3-89.

За период 1998-2000 г.г. в контрольном питомнике изучено 52 селекционных линий. Лучшие из них представлены в таблице 1. Наибольшую урожайность (+0,5; +0,4 т/га к стандарту сорту Канте-гирская 89) имели образцы: Лютесценс 95, 714/9, 200. Линии характеризуются как среднеспелые, вегетационный период в среднем за 1998-2000 гг. составил 75 суток.

Таблица 1

Характеристика лучших сортообразцов

контрольного питомника, (1998-2000 гг.)__

Сортообразец 1998 г. 1999 г. 2000 г. X

1 2 1 2 1 2 1 2

Кантегирская 89, 66 1,5 73 1,2 77 2,3 72 1,7

Карагандинская 70, 81 72 1,7 79 1,8 84 2,6 78 2,0

Лютесценс 95 68 1,7* 77 2,0* 80 3,0* 75 2,2*

Эритроспермум 257/3-89 80 1,4 86 2,0* 88 2,7* 85 2,1*

714/9 68 1,7» 75 1,8* 82 2,7* 75 2,1*

200 68 1,9* 75 1,7* 82 3,0* 75 2,2*

ЭК-50 80 1,3 84 1,9* 87 2,9* 84 2,0*

НСР 05 0,15 0,17 0,20

* Р < 0,05

Примечание: 1- вегетационный период, суток; 2- урожайность, т/га; X - среднее.

Эти селекционные линии были включены в конкурсное сортоиспытание. Результатом данной работы является создание сорта Баганская 95 (линия Лютесценс 95).

2. Влияние генотипов сортов и условий среды на формирование основных хозяйственно ценных признаков и свойств яровой мягкой пшеницы в условиях степной зоны Северной Кулунды

Для уточнения основных параметров создаваемых сортов была изучена реакция сортов различных групп спелости на проявление условий внешней среды.

Продолжительность вегетационного периода. В степных условиях Западной Сибири, ограниченных запасами влаги, для эффективного использования климатических ресурсов необходимо возделывать не менее 2-3 сортов яровой пшеницы с различной длиной вегетационного периода (Кожевников, Михайленко, Попова, 1958; Кузьмин, 1965; Зыкин, Мешкова, 1982).

Большая часть изменчивости продолжительности вегетационного периода по годам вызвана как генотипическими особенностями, так и сроками посева. В засушливых условиях на продолжительность вегетационного периода наибольшее влияние оказывает срок посева (58,3-63,3%), а в благоприятных (2007 г.) сортовые особенности (69,8%). По данным 3-факгорного дисперсионного анализа в среднем за три года, изменчивость продолжительности вегетационного периода, обусловленная сортовыми особенностями составила 45,6%, а сроками посева - 27,1% (табл. 2).

Таблица 2

Доля влияния особенностей генотипа и условий среды в общем фенотипическом варьировании основных хозяйственно ценных признаков и свойств (по результатам трёхфакторного дисперсионного анализа за 2006-2008 гг.), %

Источник изменчивости Признаки и свойства

вегетационный период, суток коэффициент продуктивной кустистости длина стебля растений, см длина колоса, см число зёрен, шт масса зерна колоса, г масса 1000 зёрен, г урожай ность зерна, т/га

Общая 100 100 100 100 100 100 100 100

Год (фактор А) 3,7** 41,6** 66,3** 35,4** 41,5** 14,7** 29,3** 4,0**

Генотип (фактор В) 45,6*? 8,4** . 12,9** 34,2** 28,2** 47,9** 34,9** 38,2**

Срок посева (факгорС) 27,1** 25,6** 16,2** 11,7** 13,5** 27,4** 23,3** 23,3**

АВ 0,7 - 1,6 1,5 1,4 4,2 2,2*** 1,4 10,3***

АС 21,7*** 8,3* 0,4 0,2 2,1 0,2 2,2 15,9***

ВС 0,4 7,2 1,1 11,7*** 6,4* 6,6*** 4,2 3,3

Ошибка ABC 0,8 7,3 1,6 5,4 4,1 1,0 4,7 5,0

* -Р <0,05; **-Р<0,01; ***-Р<0,001.

Длина стебля растений - важнейший элемент общей высоты растения. Снижение длины стебля в условиях засухи усложняет механизированную уборку, а во влажные годы значительное удлинение стебля приводит к полеганию (Дорофеев, Семёнова, 1985).

При оценке доли влияния факторов выявлено, что на длину стебля растений сортов генотипические особенности и условия среды оказывают практически одинаковое влияние, за исключением засушливого 2006 года (здесь больше влиял срок посева - 41,5%). По данным трёхфакторного дисперсионного анализа в среднем за три года изменчивость длины стебля растений существенно зависела от условий вегетации года (66,3%) (см. табл. 2). Урожайность и её составляющие элементы Максимальная урожайность формировалась в среднем по сортам при посеве 25 мая во все годы исследований. Наибольшей урожайностью зерна отличались сорта Омская 24, Омская 28 и Карагандинская 70 (2,1-2,2 т/га). Вклад изменчивости в общее феноти-пическое варьирование урожайности зерна, вызванный генотипическими особенностями сорта был наиболее высоким (35,8%, 69,2%) в годы с низкой влагообеспеченностью (2006 и 2008 гг.), а наиболее низким (4,4%) в благоприятном по влагообеспеченности 2007 году (табл.3). Данные о существенном вкладе изменчивости, обусловленной генотипическими особенностями сорта в общее фенотипическое варьирование урожайности зерна подтверждаются данными трёхфакторного дисперсионного анализа (см. табл. 2).

Анализ элементов структуры урожайности зерна показал, что у наиболее урожайных сортов, которые относятся к среднеспелой и среднепоздней группам (Омская 24, Омская 28, Карагандинская 70) формируются и более высокие показатели элементов продуктивности Двухфакторный дисперсионный анализ с учётом фактора сорта и сроков посева выявил, что в общее варьирование числа зёрен в колосе наибольшее влияние оказывали генотипические особенности сортов (48,9-59,8 %) (табл.4).

Наибольшее влияние на изменчивость массы зерна колоса оказывали генотипические особенности сортов (48,4-60,3% от феноти-пического варьирования). Данные о существенном вкладе изменчивости, обусловленной генотипическими особенностями сорта в общее варьирование массы зерна колоса подтверждаются результатами трёхфакторного дисперсионного анализа.

Доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании продуктивной кустистости колеблется от 9,5 до 34,7%.

Таблица 3

Результаты двухфакторного дисперсионного анализа

Источник варьирования Годы Сумма квад-' ратов отклонений (SS) Средний квадрат (пи) Критерий Фишера (Р) Доля влияния фактора, %

Фактор А (генотипы) 2006 4,43 1,11 20,8*« 35,8

2007 0,37 0,09 0,9 4,4

2008 7,61 1,90 39,3** 69,2

Фактор В (сроки посева) 2006 4,55 2,28 42,8** 36,8

2007 3,08 1,54 14,8** 34,9

2008 0,60 0,30 6,2** 5,4

Взаимодействие Ах В 2006 0,99 0,12 2,3* 8,0

2007 0,70 0,09 0,8 7,9

2008 0,60 0,08 1,6 5,4

Случайное отклонение 2006 2,39 0,05 19,4

2007 4,66 0,10 52,8

2008 2,18 0,05 19,8

*Р < 0,05; **Р< 0,01.

Примечание: степень свободы ((И) для факторов А - 4; В - 2; А * В - 8; случайных - 45.

Таблица 4

Результаты двухфакторного дисперсионного анализа по элементам продуктивности колоса растений сортов яровой мягкой пшеницы_

Источник варьирования Годы Сумма квадратов отклонений (88) Средний квадрат (те) Критерий Фишера (Р) Доля влияния фактора, %

1 2 3 4 5 6

Число зёрен колоса, шт

Фактор А (генотипы) 2006 318,86 79,71 4751,2** 48,9

2007 623,47 155,87 1075,0** 56,7

2008 402,97 100,74 6974,6** 59,8

Фактор В (сроки посева) 2006 172,34 86,17 5135,9** 26,4

2007 589,86 144,93 9995,4** 26,3 .

2008 180,79 90,40 6258,3** 26,8

Взаимодействие А * В 2006 160,01 20,00 1192,1** 24,5

2007 185,46 23,18 1598,8** 16,9

2008 89,5 11,19 774,5** 13,3

Случайное отклонение 2006 0,76 0,02 0,2

2007 0,65 0,01 0,0

2008 0,65 0,01 0,1

Масса зерна колоса, г

Фактор А (генотипы) 2006 1,34 0,34 50,4** 49,0

2007 2,15 0,54 80,6** 60,3

2008 1,46 0,36 54,6** 48,4

Окончание табл. 4

1 2 3 4 5 6

Фактор В (сроки 2006 0,84 0,42 62,8*» 30,5

посева) 2007 0,84 0,42 62,8** 23,4

2008 1,04 0,52 78,4** 34,7

Взаимодействие 2006 0,26 0,03 4,8** 9,6

АхВ 2007 0,28 0,04 5,3** 7,9

2008 0,21 0,03 3,9** 6,9

Случайное от- 2006 0,30 0,01 10,6

клонение 2007 0,30 0,01 8,4

2008 0,50 0,01 10,0

*Р < 0,05; **Р< 0,01

Примечание: степень свободы (¿1) для факторов А - 4; В - 2; А х В - 8; случайных - 45.

Следует отметить, что из рассматриваемых признаков, связанных с урожайностью зерна наиболее нестабильным по характеру варьирования был признак продуктивной кустистости (см. табл. 2).

На формирование массы 1000 зёрен большее влияние оказывали генотипические особенности сорта (34,7-48,9%).

Содержание сырой клейковины

Дисперсионный 2-факторный анализ с учётом факторов сорта и сроков посева показал, что большая часть изменчивости в общем фенотипическом варьировании этого признака связано с генотипи-ческими особенностями сорта. Однако данные 3-факгорного дисперсионного анализа при включении фактора условий года указывают на существенную роль в общем варьировании условий года, а затем генотипа сорта (табл. 5).

Таблица 5

Доля влияния особенностей генотипа и условий среды в общем фенотипическом варьировании содержания сырой клейковины

Дисперсия Сумма квадратов отклонений (ББ) Степень свободы (п) Средний квадрат (пв) Доля влияния, %

Общая 2342,11 44 53,23 100

Год (фактор А) 1421,51 2 710,75 60,7**

Генотип (фактор В) 459,66 4 114,91 19,6**

Срок посева (фактор С) 292,08 2 146,04 12,5**

АВ 52,22 8 6,53 2,2*

АС 47,28 4 11,82 2,0***

ВС 35,25 8 4,41 1,5

Ошибка 34,11 16 2,13 1,5

* - Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001.

3. Изменчивость и корреляция основных хозяйственно ценных признаков яровой мягкой пшеницы

Эффективность отбора на хозяйственно важные признаки в значительной степени зависит от их сопряжённости и генотипических особенностей сортов, в рамках нормы реакции которых, проявляется изменчивость тех или иных признаков.

Анализ гистограммы изменчивости урожайности зерна и её составляющих элементов за 2006 - 2008 годы показал, что по урожайности зерна наибольшую изменчивость по годам имели сорта с продолжительностью вегетационного периода 75-82 и 82-84 суток (Памяти Азиева, Кантегирская 89), коэффициент вариации данного признака составил 23,6-25,0% (рис. 2).

Наименьшей изменчивостью массы 1000 зёрен характеризовались сорта с продолжительностью вегетационного периода 86-90, 88-94 суток (Омская 28, Карагандинская 70), коэффициент вариации - 2,8-5,9%.

сорта

В Урожайность зерна а Высота растений

■ Число зерен в колосе

■ Масса 1000 зерен

■ Коэффициент продуктивной кустистости □ Длина колоса

В Масса зерна главного колоса

1 - Памяти Азиева, 2 - Кантегирская 89, 3 - Омская 24,4 - Омская 28, 5 - Карагандинская 70

Рис. 2. Гистограмма изменчивости урожайности зерна и её составляющих элементов за 2006-2008 гг.

Анализ фенотипических корреляционных связей между основными хозяйственно ценными признаками у сортов яровой мягкой

пшеницы, относящихся к различным группам спелости за 2006-2008 гг. позволил установить уровень их взаимодействия и влияния на основной селектируемый признак - урожайность зерна. Так, сильные положительные и достоверные связи между урожайностью зерна и массой 1000 зёрен, массой зерна колоса растения в различные по метеоусловиям годы указывают на то, что эти признаки являются надёжным косвенным критерием отбора селекционного материала с высокой урожайностью зерна (табл. 6). Тем не менее, наиболее удобным с визуальной точки зрения для косвенного критерия отбора урожайности является масса зерна главного колоса.

Таблица 6

Корреляция урожайности зерна с элементами её структуры

Годы Коэффициент продуктивной кустистости Высота растений, см Длина колоса, см Число зёрен в колосе, шт Масса зерна колоса, г Масса 1000 зёрен, г

2006 0,81 0,62 0,34 0,41 0,99* 0,95*

2007 -0,29 0,43 0,21 0,39 0,93* 0,98*

2008 0,11 0,70 0,22 0,70 0,20 0,77*

Примечание: Максимальное значение коэффициента корреляции, существенное при данном числе вариант (п=20) г критическое равно 0,88; * - существенные значения коэффициентов корреляции.

Анализ корреляционных связей продуктивности колоса растения, как признака, отражающего более полно урожайность зерна, с основными элементами урожайности в разрезе сортов различных групп спелости показал, что сильные положительные и достоверные связи были с числом зёрен в колосе, независимо от года исследований и сортов (lim = 0,68* - 0,98*) (табл. 7). Длина колоса является косвенным критерием отбора лишь в типичные (ГТК - 0,8 усл.ед.) по влагообеспеченности годы (lim = 0,47* - 0,85*).

Таблица 7

Корреляция продуктивности колоса с высотой, длиной колоса растений

Сорт Год Высота растений, см Длина колоса, см Число зёрен, г

1 ' 2 3 4 5

ПамятиАзиева 2006 0,52* 0,74* 0,95*

2007 0,14 -0,09 0,74*

2008 0,71* 0,80* 0,93*

Кантегирская 89 " 2006 0,41 0,48* 0,68*

2007 0,48* 0,12 0,93*

2008 0,73* 0,72* 0,93*

Окончание табл. 7

1 2 3 4 5

Омская 24 2006 0,68* 0,54* 0,88*

2007 0,19 0,18 0,98*

2008 0,56 0,85* 0,96*

Омская 28 2006 0,51* 0,59* 0,91*

2007 0,17 -0,24 0,72*

2008 0,23 0,55* 0,76*

Карагандинская 70 2006 0,38 0,47* 0,72*

2007 0,44 0,44 0,92*

2008 0,75* 0,65* 0,83*

Примечание. Максимальное значение коэффициента корреляции, существен-

ное при данном числе вариант (п=80) г критическое равно 0,44; * - существенные значения коэффициентов корреляции.

4. Результаты комплексного сортоиспытания яровой мягкой пшеницы

В результате совместной селекционной работы с Сибирским научно-исследовательским институтом селекции и растениеводства с использованием методов индивидуального отбора и гибридизации созданы сорта мягкой яровой пшеницы Баганская 95 и Баганская 51.

Сорт Баганская 95 создан методом индивидуального отбора из сорта Саратовская 29. Авторы сорта: A.C. Тарасов, C.B. Куркова, П.Л. Гончаров, А.Н. Лубнин. Разновидность Lutescens. Средняя высота растения 79-94 см. Соломина средней толщины, прочная, полая. Листовая пластинка тёмно-зелёная со средним опушением. Колос слабопирамидальный, длинный, окраска белая, плотность выше средней (18 колосков). Колосковая чешуя ланцетная. Плечо скошенное, узкое. Зерно полуудпинённое, бороздка узкая, неглубокая. Окраска зерна фенолом тёмная. Сорт крупнозёрный. Масса 1000 зёрен - 39,0-44,6 г. Сорт среднеспелый, вегетационный период 78-88 суток, устойчив к полеганию, не прорастает на корню. Не поражается пыльной головнёй. Содержание белка 13-14%. Содержание клейковины 25,4-26,7%. Общая хлебопекарная оценка 44,2 балла. Сорт формирует зерно по качеству на уровне ценной пшеницы. Урожайность зерна 2,8 т/га, что на 0,4 т выше стандарта Кан-тегирская 89. Баганская 95 включена с 2007 года в Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию по Западно- Сибирскому региону.

Сорт Баганская 51 создан методом индивидуального отбора из гибридной популяции Новосибирская 89 х Гордеиформе 53 ВС1 F 4. Авторы: Л.П. Тимофеева, P.A. Цильке, А.А.Тимофеев, C.B. Куркова,

В.В. Шнель. Разновидность ЬЫеьсет. Форма куста в период кущения - прямостоячая. Стебель средней толщины, полый. Опушение листа слабое, восковой налёт слабый, окраска листа светло-зелёная. Колос цилиндрический (20 колосков), белый, длинный, средней плотности. Колосковая чешуя овальная, 8-10 мм с шириной 4-5 мм, нервация слабовыражена, зубец колосковой чешуи короткий, плечо прямое узкое, киль выражен сильно. Зерно по объёму среднее, основание зерна опушённое, форма овальная, бороздка средняя. По продолжительности вегетационного периода Баганская 51 относится к сортам среднеспелого- типа - продолжительность периода всходы-восковая спелость составляет 84-106 суток, созревает на уровне стандарта Сибирская 12. Высота растения 86-109 см. Средняя урожайность по пару за годы конкурсного сортоиспытания 20072009 годов (данные СибНИИРС) составила 3,3 т/га, что на 0,2 т/га больше стандарта (3,1 т/га), в степной зоне урожайность зерна была 3,0 т/га, что на 0,5 т/га выше стандарта. Сорт отличается высокой засухоустойчивостью. Соломина растения достаточно прочная и устойчива к полеганию (4-5 баллов). Сорт устойчив к пыльной головне при искусственном заражении. Поражение бурой ржавчиной от среднего до сильного, мучнистой росой - среднее. Хлебопекарные качества зерна средние, масса 1000 зёрен 29-40 г. Содержание сырой клейковины 22,5-27,1%. Общая хлебопекарная оценка 3,94,1 балла. Сорт достаточно технологичен для возделывания.

ВЫВОДЫ

1. В условиях степной зоны Западной Сибири (Северной Кулун-ды) существенная роль при возделывании яровой мягкой пшеницы принадлежит сорту. Доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака урожайности зерна в засушливые и типичные для зоны годы составляет 35,8-69,2%.

2. По продолжительности вегетационного периода трёхфактор-ный дисперсионный анализ показал, что доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признака составляет 45,6%, вызванная сроком посева - 27,1% и взаимодействием годы - генотипы 21,7%. В засушливых условиях на продолжительность вегетационного периода наибольшее влияние оказывает срок посева (58,3-63,3%), в благоприятных сортовые особенности (69,8%).

3. Наибольшая доля генотипической изменчивости в общем фенотипическом варьировании признаков принадлежит массе зерна

главного колоса (48,4-60,3%), числу зёрен главного колоса (48,959,8%) и массе 1 ООО зёрен (34,7-49,3%).

4. По данным 3-факторного дисперсионного анализа существенная роль в общем фенотипическом варьировании признака содержания сырой клейковины генотипов сортов, принадлежит метеорологическим условиям вегетации (60,7%).

5. Установлена сопряжённость урожайности зерна и её основных составляющих элементов. Сильные положительные и достоверные связи во все годы исследований получены между урожайностью зерна и массой 1000 зёрен (г = 0,77-0,98). Обнаружена положительная корреляция между массой зерна главного колоса и числом зёрен в колосе, независимо от года исследований и типа сорта (г = 0,68-0,98).

6. Показано, что по урожайности зерна наибольшую изменчивость по годам имели сорта с продолжительностью вегетационного периода 75-82 и 82-84 суток (Памяти Азиева, Кантегирская 89), коэффициент вариации данного признака составил 23,6-25,0%.

7. Сорта с продолжительностью вегетационного периода 8690, 88-94 суток (Омская 28, Карагандинская 70) обладают меньшей изменчивостью массы 1000 зёрен, коэффициент вариации - 2,85,9%.

8. Создан и включён в Государственный реестр селекционных достижений РФ среднеспелый сорт яровой мягкой пшеницы Баган-ская 95. Урожайность зерна по пару 2,8 т/га (+0,4т/га к стандарту Кантегирская 89), масса 1000 зёрен - 34,2—40,5 г.Сорт устойчив к полеганию, прорастанию на корню, не осыпается, имеет хорошие хлебопекарные качества и включён в список ценных по качеству сортов. Содержание сырой клейковины 25,0-33,2%, белка в зерне 13,2-15,8%. Допущен к использованию с 2007 года по ЗападноСибирскому региону.

9. Комплексные селекционные исследования в степной и лесостепной зонах Западной Сибири позволили создать новый среднеспелый, засухоустойчивый, урожайный и устойчивый к пыльной головне сорт мягкой яровой пшеницы, который в 2009 году передан на государственное сортоиспытание под названием Баганская 51. Урожайность зерна - 3,0-3,3 т/га, что на 0,2-0,5 т/га выше стандартов. Хлебопекарные качества зерна средние. Масса 1000 зёрен 2940 г. Натура зерна 770-800 г/л. Содержание сырой клейковины 20,527,1%. Объёмней выход хлеба 620-680 см 3/100 г. Общая хлебопекарная оценка 3,8-4,1 балла.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ Й ПРОИЗВОДСТВУ

1. Для селекции в условиях степной зоны Сибири предлагается использовать в качестве источников основных хозяйственно ценных признаков созданные новые сорта яровой мягкой пшёщцы Баган-ская 51 и Баганская 95.

2. Использовать в селекционной практике организационный опыт селекции на комплексной основе ГНУ СибНИИ кормов и ГНУ СибНИИРС.

3. Рекомендуются для возделывания в степной зоне Западной Сибири на зерновые цели засухоустойчивые, урожайные, устойчивые к пыльной головне сорта яровой мягкой пшеницы Баганская 51 и Баганская 95.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Куркова, C.B. Особенности возделывания яровой мягкой пшеницы в условиях Северной Кулунды // Сиб. вестн. с.-х. науки. 2009. - № 4. -С. 5-8.

2. Полюдина Р.И., Рожанская O.A., Ланин В.А., Куркова C.B. Итоги работы селекционного центра Сибирского научно-исследовательского института кормов Россельхозакадемии // Сиб. вестн. с.-х. науки. - 2010. -№6.-С. 12-17.

3. Куркова, C.B. Результаты селекции яровой мягкой пшеницы в условиях юга Западной Сибири // Сиб. вестн. с.-х. науки. - 2011. - № 3-4. -С. 142-146.

В других изданиях

4. Куркова C.B. Повышение эффективности производства зерна яровой мягкой пшеницы в условиях юга Западной Сибири // Современные проблемы сельского хозяйства степной зоны Алтайского края: Материалы науч,-практ. конф. (Барнаул, 26-27 июля 2007 г.) / РАСХН. Сиб. отд-ние. ГНУ АНИИСХ. Барнаул, 2007. - С. 107-109.

5. Сорта селекции Сибирского НИИ кормов: Проспект / Н.И. Кашеваров, Р.И. Полюдина, C.B. Куркова [и др.]. - Новосибирск: РАСХН. Сиб. per. отд-ние, 2010.-41 с.

6. Авторское свидетельство № 40546 от 26.01.2007 на сорт пшеницы мягкой яровой Баганская 95 / авторы: Куркова C.B., Гончаров П.Л., Лубнин А.Н., Тарасов A.C. // Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию. - М., 2007.

Подписано в печать 27.01.2012 г. Формат 60x84 /¡б-Объем 1 п. л. Заказ № 4. Тираж 100 экз.

Отпечатано в ГНУ СибНСХБ Россельхозакадемии 630501, Новосибирская обл., пос. Краснообск

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Куркова, Светлана Владимировна, Новосибирск

61 12-6/257

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СИБИРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОРМОВ

На правах рукописи

Куркова Светлана Владимировна

СОЗДАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ДЛЯ УСЛОВИЙ СТЕПНОЙ ЗОНЫ

ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.05 - «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений»

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: доктор с.-х. наук, профессор, академик Россельхозакадемии Гончаров П.Л.

НОВОСИБИРСК - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9

1.1 .Народно-хозяйственное значение, распространение, систематика, происхождение и морфобиологические особенности пшеницы 9

1.2. История и достижения селекции пшеницы в Сибири 17

1.3. Задачи и направления селекции яровой мягкой пшеницы 27

1.4. Методы селекции яровой мягкой пшеницы 33

1.5. Влияние условий среды на формирование урожайности зерна пшеницы 38 ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 43

2.1. Почвенно-климатические особенности Северной Кулунды 43

2.2. Метеорологические и почвенные условия в годы проведения 45 исследований

2.3. Материал и методика исследований 48 ГЛАВА 3. СОЗДАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 52

3.1. Методы создания селекционного материала 52

3.2. Изучение материала в селекционных и контрольных питомни- 56

ках

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ГЕНОТИПОВ СОРТОВ И УСЛОВИЙ СРЕДЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ И СВОЙСТВ ЯРОВОЙ

МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ В УСЛОВИЯХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ 58 СЕВЕРНОЙ КУЛУНДЫ

4.1. Продолжительность вегетационного периода 5 8

4.2. Длина стебля растений 60

4.3. Урожайность и её составляющие элементы 62

4.4. Содержание сырой клейковины 70 ГЛАВА 5. ИЗМЕНЧИВОСТЬ И КОРРЕЛЯЦИЯ ПРИЗНАКОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ 73

ГЛАВА 6. ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ МОРФОЛОГИ-

ЧЕСКИХ И ХОЗЯЙСТВЕННО ЦЕННЫХ ПРИЗНАКОВ 77 СОРТА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ БАГАНСКАЯ 95

6.1. Конкурсное сортоиспытание 77

6.2. Экологическое сортоиспытание 84

6.3. Производственное сортоиспытание 8 5

6.4. Государственное сортоиспытание 86 ГЛАВА 7. РЕЗУЛЬТАТЫ КОМПЛЕКСНОГО СОРТОИСПЫ- 92 ТАНИЯ СОРТООБРАЗЦОВ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

7.1. Конкурсное сортоиспытание в условиях степной зоны Север- 92 ной Кулунды (ГНУ СибНИИ кормов)

7.2. Конкурсное сортоиспытание в условиях лесостепной зоны За- 95 падной Сибири (ГНУ СибНИИРС)

ВЫВОДЫ 99 ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКЕ И

ПРОИЗВОДСТВУ 101

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 102

ПРИЛОЖЕНИЯ 116

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Пшеница - наиболее распространённая сельскохозяйственная культура в мире и возделывается во всех континентах земного шара, где есть земледелие. Эта культура является одной из наиболее ценных продовольственных культур и характеризуется высокой экологической пластичностью [Гончаров П.Л., Гончаров Н.П..Д993].

Несмотря на крайне неблагоприятные природно-климатические условия, производство зерна в Сибири в хлебном балансе РФ составляет 18-20%, а главная продовольственная культура пшеница - 22-25 % [Гончаров, Гордеева, Шаламанова, 2006].

В период 1986-2005 гг. общая площадь сельскохозяйственных угодий региона сократилось на 5,3 млн. га, из них пашни - на 4,6 млн. га. Посевная площадь зерновых культур уменьшилась на 25%. В настоящее время в структуре производства зерна основной'удельный вес приходится на пшеницу - 71 % [Фомченко, Каличкин, 2008].

В Западной Сибири значительные площади заняты яровой мягкой пшеницей (от 60 до 70%). Регион характеризуется низким агроклиматическим потенциалом, который составляет около 50% от среднего уровня России. Несмотря на это, Западная Сибирь - один из крупнейших зернопроизводящих регионов Российской Федерации [Гончаров, 1981, 1987].

В решении проблемы увеличения производства зерна, важное место принадлежит сорту, как динамической, биологической системе, обладающей способностью реализовать потенциал продуктивности генотипа при определённых условиях внешней среды. [Гончаров, 2002].

За последние годы эффективность сибирской селекции существенно повысилась. В научно-исследовательских учреждениях Западной Сибири создан значительный набор высокоурожайных и высококачественных сортов [Зыкин, 1988; Гончаров, 2009; Логинов, 1997; Рутц, 2005; Юдин, 1997].

При этом проблема создания новых высококачественных адаптированных к почвенно-климатическим условиям сортов остается одним из важнейших вопросов, которым занимается сельскохозяйственная наука.

Повышение эффективности селекционного процесса, создание сортов пшеницы, адаптированных к условиям предполагаемой зоны их произрастания, отвечающих заданным параметрам по продуктивности и качеству, устойчивости, обладающих иммунитетом и стабильностью урожаев при неустойчивых гидротермических режимах, является одной из актуальнейших задач селекции [Гончаров, 2002].

В настоящее время, важное значение имеет создание и расширение площади посева новых сортов яровой пшеницы на основе подбора, изучения и создания селекционного материала и оценки условий возделывания в конкретных сельскохозяйственных зонах [Белкина, 1999; Брежнев, 1971; Дорофеев, Семёнова, 1985; Жученко, 1988; Калашник, Портянко, 1983; Кондратенко, Пинчук, Шайдулина, 2002; Donald, 1960].

В условиях степной зоны Западной Сибири предпочтение должно отдаваться среднеспелым и среднепоздним сортам с замедленным развитием до начала колошения и ускоренной генеративной фазой. Такие формы ЗападноСибирской экологической группы, благодаря медленному ритму развития в период всходы-колошение с меньшим ущербом переносят засуху первой половины лета и в большей степени используют осадки второй половины лета [Зыкин, 1997; Леонтьев, 1972; Удольская, 1936].

Цель и задачи исследований. Цель исследований - изучить и создать для условий степной зоны Западной Сибири (Северной Кулунды) селекционный материал и сорта мягкой яровой пшеницы с высокой урожайностью зерна и комплексом хозяйственно ценных признаков.

Задачи исследований: 1. Оценить вклад генотипической и средовой изменчивости в общее фе-нотипическое варьирование основных хозяйственно ценных признаков.

2. Изучить изменчивость и сопряжённость основных хозяйственно ценных признаков яровой мягкой пшеницы.

3. С использованием метода индивидуального отбора выделить селекционные линии и оценить их в селекционных и контрольных питомниках по продолжительности вегетационного периода, продуктивности, устойчивости к стрессам.

4. Провести конкурсное, экологическое и производственное испытания сортообразцов и выделить наиболее перспективные для селекции в условиях Северной Кулунды.

5. Создать новые сорта, адаптированные к условиям степи Западной Сибири (Северной Кулунды).

Научная новизна исследований. Впервые в условиях степной зоны Северной Кулунды изучена изменчивость и сопряжённость урожайности зерна и элементов продуктивности мягкой яровой пшеницы.

Дисперсионным анализом оценен относительный вклад генотипической и средовой изменчивости (годы, сроки посева) и их взаимодействие в общее фенотипическое варьирование основных хозяйственно ценных признаков мягкой яровой пшеницы в условиях Северной Кулунды.

Создан новый селекционный материал и сорта мягкой яровой пшеницы Баганская 95 и Баганская 51с высоким потенциалом продуктивности и комплексом хозяйственно ценных признаков. Научная новизна защищена авторским свидетельством на сорт яровой мягкой пшеницы Баганская 95 № 40546 от 26.01.2007 г. и патентом на селекционное достижение № 5178, выданного по заявке № 9610280 с датой приоритета 04.12.2003 г.

Положения, выносимые на защиту:

1. Компоненты генотипической и средовой изменчивости в общем фено-типическом варьировании элементов продуктивности колоса.

2. Сопряжённость между урожайностью зерна, её составляющими элементами, .

3. Источники хозяйственно ценных признаков и сорта мягкой яровой пшеницы для возделывания в степной зоне Западной Сибири.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Создан и внесён в Государственный реестр селекционных достижений с 2007 года по Западно-Сибирскому региону сорт яровой мягкой пшеницы Баганская 95, характеризующийся высокой урожайностью и комплексом хозяйственно ценных признаков. По показателям качества зерна относится к ценной пшенице. В Новосибирской области в 20011 году возделывался на площади более 100 тыс. га.

Передан на Государственное сортоиспытание в 2009 году сорт Баганская 51 - среднеспелый, урожайный, формирующий зерно среднего хлебопекарного качества. Сорт устойчив к полеганию, пыльной головне, засухе.

Выделены источники хозяйственно ценных признаков, которые могут быть использованы в селекции для создания новых сортов мягкой яровой пшеницы, пригодных для возделывания в условиях степной зоны Западной Сибири.

Апробация работы и публикации результатов исследований. Результаты исследований по теме диссертации докладывались и обсуждались на: заседаниях учёного совета ГНУ Северо-Кулундинской опытной станции (19952005 гг.); заседаниях отдела селекции и семеноводства, учёного совета ГНУ СибНИИ кормов СО Россельхозакадемии (2006-2011гг.); научно-практической конференции, посвящённой 70-летию Кулундинской СХОС (2627 июля 2007 г., п. Ново-Ключи Алтайского края).

По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 3 в ведущих научных журналах рекомендованных ВАК, получено авторское свидетельство на сорт яровой мягкой пшеницы Баганская 95 (а. с. № 40546 от 26.01.2007).

Личный вклад соискателя. Работа является обобщением результатов исследований, выполненных лично и в соавторстве. В экспериментальных работах в разные годы принимали участие: канд. с.-х. наук, директор ГНУ СКОС

A.C. Тарасов, старший научный сотрудник ГНУ СибНИИРС канд. с.-х. наук А.Н. Лубнин.

Автор выражает благодарность старшему научному сотруднику ГНУ СибНИИРС, канд. с.-х. наук Тимофееву A.A. за предоставленный для изучения селекционный материал.

Исследования были проведены в соответствии с тематическим планом ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии (номер Госрегистрации 04.29.01.), договором о научном сотрудничестве по экологическому испытанию сортов и линий зерновых и кормовых культур № 14 от 20.01.2006 г., заключённым между ГНУ СибНИИ кормов и ГНУ СибНИИРС Россельхозакадемии, а также в рамках комплексной селекционной программы «Сибирская пшеница», руководителем которой является доктор с.-х. наук, профессор, академик РАСХН Гончаров Пётр Лазаревич.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Народно-хозяйственное значение, распространение, систематика, происхождение, морфобиологические особенности пшеницы.

Народно-хозяйственное значение и распространение. Пшеница - наиболее распространённая сельскохозяйственная культура в мире и возделыва-ется на всех континентах земного шара, где есть земледелие [Бараев, 1978; Брежнев, Шмараев, 1976].

Общемировые посевы пшеницы родов ТгШсит достигают 215-230 млн. га, в России 23-25 млн. га.

Пшеница представляет одну из древнейших культур земного шара. Археологические находки и свидетельства о её возделывании относятся приблизительно за 3000-5000 лет до нашей эры. Очаги её высокой культуры находились в Вавилонии (Ирак), Египте, Малой Азии (хеттские народы), Элане (западные террасы плоскогорья Ирана), или вообще в Передней Азии. Почти за 3000 лет до новой эры пшеница уже возделывались в Китае. В Европе, как показывают археологические находки, пшеница возделывалась также приблизительно за 3000 лет до н.э. человеком каменного века, то есть человеком, еще не знавшим ни железа ни меди и пользовавшимся каменным орудием.

Пшеницу возделывают, главным образом, с целью производства муки для изготовления хлебобулочных, кондитерских или макаронных изделий. Кроме того из зерна пшеницы вырабатывают различные крупы. Для получения корма используются специальные сорта, но их пока еще очень мало.

Пшеничное зерно содержит от 8 до 24% белка, 53-70% крахмала, 1,5% жировых веществ, около 1,7% золы (солей) и приблизительно 3% от веса зерна приходится на клетчатку [Фляксбергер, 1938].

Россия занимает одно их ведущих мест в мире по площади и валовым сборам зерна пшеницы. Примерно 2/3 площади посева зерновых культур отводится под яровую пшеницу.Основные районы выращивания яровой пшеницы - Поволжье, Юго-Восток европейской части страны, Западная Сибирь.

Крупнейшими производителями зерна пшеницы являются: США, Канада, Аргентина, Австралия; большое количество производятся в Мексике, Бразилии, КНР, Индии, Франции.

США занимает одно из ведущих мест по производству зерна. В зерновом хозяйстве страны второе (после кукурузы) место по возделываемым площадям занимает пшеница (Triticum L); ежегодно ею занято около 20 млн. га.

Большое производственное значение в США имеют три ботанических вида пшеницы. Самый распространённый вид Triticum aestivum (2п=42) по объёму производства составляет более 90% всех возделываемых видов пшеницы [Брежнев, Шмараев, 1976].

В Канаде пшеницу выращивают преимущественно в степных провинциях Манитоба, Саскачеван и Альберта. В Саскачеване примерно 90% её составляет стекловидная краснозёрная яровая пшеница и около 5% - жёлтозёр-ная твёрдая.

Пшеницу выращивают во многих районах Мексики [Secretaria, 1962]. В Китае пшеница занимает второе место после риса [Lichnowshy, 1960]. Пшеницей засевается примерно 1/5 всей пахотной земли. Северный Китай часто называют пшеничной зоной, а Южный Китай - рисовой зоной. В Китае отдают предпочтение белозёрной мягкой пшенице, хотя выращивают и значительное количество краснозёрной, особенно к югу от р. Янцзы.

В Африке пшеница является важной культурой главным образом в долине Нила, в северо-западной зоне (Тунис, Марокко, Алжир), средневосточной зоне (область Эфиопии-Кении) и в ЮАР. В Тунисе и Алжире площадь посева твёрдой пшеницы намного превышает площадь мягкой пшеницы. В Марокко посевная площадь твёрдой лишь немного больше посевной площади мягкой пшеницы.

Выращивание пшеницы на больших высотах типично также и для Эфиопии, где культивируют как твёрдую, так и мягкую пшеницу, среди которых имеются много различных форм [Вавилов, 1957].

Систематика и происхождение. Род пшеницы Triticum L относится к семейству мятликовые (Роасеае Barnhart), или злаковые (Gramineae Juss). Он входит в трибу пшенициевых Triticeae Dum вместе с родами ячмень Hordeum L, рожь Seeale L, пырей Elytrigia Desv, Agropyron Gaertn и др.

В настоящее время большое количество исследователей склоняются к тому, что род Triticum состоит из двух подродов: Triticum (L) и Boeoticum (Mi-gusch. et Dorof). Виды этих подродов имеют три уровня плоидности (2п=14, 28, 42). В обоих подродах дикие виды есть как среди однозернянок, так и среди полб.

Ныне большинство исследователей считают, что не менее пяти диплоидных видов двух родов Triticum L и Aegilops учавствовали в становлении мягкой пшеницы: два генома (Аи - если он происходит от вида, близкого к Т. urartu и А8 - если от вида Т. boeoticum) принадлежат к дикорастущим диплоидным видам пшеницы: Т. urartu и Т. boeoticum, остальные три генома (В, D и G) - роду Aegilops L.

Систематика пшеницы, используемая в нашей стране, основана на работах Н.И. Вавилова [Вавилов, 1987] и К.А. Фляксбергера [Фляксбергер, 1935; 1938]. В настоящее время система рода Triticum L разработанная в отделе пшениц ВИР [Дорофеев, Удачин, Семёнова и др., 1987] , включает два подро-да, 6 секций и 27 видов, объединённых в десять групп. В мире наиболее распространён вид пшеницы Т. aestivum L. (мягкая пшеница).

Одна из первых, детально разработанных внутривидовых классификаций [Kornicke, 1985], строилась на отдельных признаках (остистость, цвет и опушение чешуй, цвет зерновок). Первые попытки естественной классификации мягкой пшеницы сделаны в начале XX века [ Фляксбергер, 1915; Percival, 1921; Вавилов, 1926].

По Н.И. Вавилову и К.А. Фляксбергеру, вид Т. aestivum разделяется на азиатский и европейский подвиды. Европейский подвид пластичен, с более высокой, чем у азиатского, амплитудой изменчивости признаков. Азиатский подвид отличается лучшей приспособленностью к засушливым условиям.

Азиатский подвид делится на три группы разновидностей, обособленных географически и имеет в составе: первой группы-24, второй группы, которая делится на две подгруппы - 42 и 14; третьей группы - 59 разновидностей.

Европейский подвид имеет исключительное разнообразие экологических групп, разноконтрастных по длине вегетационного периода, засухоустойчивости, иммунитету, качеству зерна и по ряду морфологических признаков. Растения и колосья имеют нежное строение, колосковые чешуи обычно тонкокожистые, различной формы с поперечной вдавленностью у основания. Зерновки неплотно заключены в чешуях, легко обмолачиваются, есть формы с осыпающимся зерном.

Европейский подвид имеет 38 разновидностей и 10 основных экологических групп, в состав которых входит множество более мелких групп, ряд групп сложного гибридного происхождения и экологические группы стародавних местных сортов. Многообразие культурных сортов европейского подвида в о