Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ РАЗЛИЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ РАЗЛИЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ"



ГОСУДАРСТВЕННАЯ КОМИССИЯ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ПРОДОВОЛЬСТВИЮ И ЗАКУПКАМ

МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи

БАТОЕВ Борис Батоевич

УДК 633.111 «324» : 581.844 : 331.524.84

АНАТОМО-МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОРТОВ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ РАЗЛИЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

МОСКВА 1991

I I

Работа выполнена в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А Тимирязева в 1988—1990 гг.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственных наук, профессор Коновалов Ю. Б.

Официальные оппоненты доктор биологических наук А. К. Федоров; кандидат биологических наук О. Г. Семенов.

Ведущее учреждение — Всесоюзный институт растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Защита диссертации состоится «¿о» . К^ом.я. . . .

1991 г в «/<е> » час «-^Р» мин на заседании специализированного совета Д.120 35 04 при Московской сельскохозяйственной академии им. К А. Тимирязева.

Адрес- 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49, ученый совет ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « . . • . 1991 г.

Ученый секретарь специализированного совета —

кандидат

Р. Усманов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В связи с эффективным развитием аграрной науки, усилением ее интеграции с производством, приоритетным финансированием важнейших фундаментальных и прикладных научных исследования, широким использованием передового отечественного и заруба*-. -ного опыта возрастает значимость селекции и семеноводства, которые / должны обеспечить не только рост продуктивности сортов пшеницы; ' их эффективность в условиях интенсивных экологически чистых технологий возделывания, но и стабильность урожаев при разных погодных условиях без дополнительного расширения посевных площадей и при уменьшении затрат ресурсов и энергии.

Такие возможности могут быть удовлетворены при возделывании сортов озимой пшеницы интенсивного типа, которые будут находить применение при возделывании пшеницы в перспективе.

В настоящее время урожайность сортов пшеницы на Украине достигла 4,3.. .5,0 т/га,а в передовых хозяйствах превысила в,О т/га. На сортоучастках сорта озимой пшеницы интенсивного типа дают 6,0... 9,0 т/та. Учитывая то,что даже лучшие из возделываемых сортов нуждаются в улучшения, учение работают над созданием еще более совершенных сортов с генетическим потенциалом урожайности 11,0. ..13,0 т/га. Уточняются ранее разработанные параметры моделей новых сортов различного назначения,

В деле дальнейшей интенсификации селекции имеется еще большее резервы и неиспользованные возможности. Поэтому для ускорения темпов создания новых сортов, отвечающих требованиям современного сельскохозяйственного производства, необходимо расширять диапазон и глубину комплексных исследований, шире использовать в селекциов-

оД-г зев-Г

ЦЕНТРАЛЬНАЯ ~ НАУЧНАЯ БИБЛИОТЕКА Моск. свльскохоз а садамии

им. К. А. Тимкряс-эза Инв. N9...............

ной практике методы нетрадиционого плана и разнообразные приемы ускорения селекционного процесса, развивать к вести постоянный поиск прогрессивных форы сотрудничества, совершенствовать его организации в плане ускорения сроков проработки нового материала.

В настоящее время имеется достаточный обьем информации, с по-мощьп которой можно оценить результаты селекционной работы с пшеницей. Подобный ретроспективный анализ дает возможность выявить неиспользованные резервы в повышении урожайности пшеницы и наметить пути дальнейшего ее увеличения селекционным путем. Это мы и предприняли в данной работе на основании литературных и экспериментальных данных.

Цель и задачи исследований. Целью исследований являлось дать комплексную характеристику изменения морфологических и анатомических признаков и свойств озимой мягкой пшеницы в процессе селекции этой культуры на вге Украины, проанализировать результаты проведенной селекционной работы, предложить селекционные пути дальнейшего повышения ее урожайности, разработать приемы и методы отбора высокопродуктивных форм пшеницы.

С этой цельп нами была поставлена задача изучить характер изменения урожайности озимой пшеницы на юге Украины, определить, за счет каких элементов структуры уроасая шло это изменение, рассмотреть формирование элементов потенциальной и реальной продуктивности колоса изучаемых сортов озимой пшеницы, изучить особенности анатомического строения стебля главного побега, его верхнего Сфлагового) листа и выявить их изменения в процессе селекции озимой пшеницы на высокув продуктивность.

Научная новизна. Изучен характер изменения урожайности и элементов структуры урожая в процессе селекционной работы на юге Украины, впервые на новых селекционных сортах дана подробная характеристика изменения элементов потенциальной и реальной продуктивности колоса,в том числе по его частям. Проведен анализ анатомического строения стебля, листовой пластинки и влагалища флагового листа большого набора сортов и изучена связь анатомического строения с элементами структуры урожая, что ранее другим! исследователями делалось .фрагментарно или на небольшом наборе сортов.

Практическая ценность работы. На основании проведенных исследований предложены селекционные пути повышения урожайности пшеницы,-доказана возможность на ранних этапах органогенеза судить об уровне продуктивности сорта. Предложен способ отбора высокопродуктивных форм пшеницы по особенностям анатомического строения стебля (заявка на A.C. N4S65414/13 от 12.09.1930),

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и получили положительную оценку на Всесоюзных научных конференциях: частная генетика растений СКиев, 19895; молодых ученых С Целиноград, 1990; ТСХА, 1990).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы, подана заявка на изобретение. .

Объем работы. Диссертация изложена на 120 страницах машинописного текста, включает 22 таблицы, 6 рисунков, 4 таблицы приложений; состоит из введения, трех глав, выводов я рекомендаций селекционной практике, приложений. Список литературы содержит 219 наименований,, в том числе 46 иностранных авторов.

УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Полегка опыты проводились во Всеоосзнсм селекционно-генетическом институте СВСГИ, г.Одесса) в 1537...1590 гг. в отделе селекция и семеноводства пшеницы.

Для решения поставленных задач взяты сорта озимой мягкой пшеницы, которые'были районировании в разное время в Причерноморской степи Украины. Сорта последних лет селекции включались в опыт по мера их районирования или признания перспективными. Все изучаемые сорта озимой пшеницы выралщвались на делянках 10м® в 4-кратной повторности. Способ размещения вариантов - систематический. Предшественник - горох на зеленый корм. Посев проводился сеялкой ССФХ-7 в оптимальные для данной зоны сроки СЮ. . .20 сентября). Норма высева - 5 млн. всхожих семян на 1 га. Под пшеницу ежегодно вкосилось 4 ц нитроамофосзси и 2 ц аммиачной селитры на 1 га. Учеты и полевые наблюдения проводились по методикам Госкомиссии по сортоиспытании сельскохозяйственных культур.

Все сорта объедекены в группы по периодам Сэтапам) сортосмены по времени их районирования. Академик О.Г.Кириченко и др. С1330) выделили пять периодов сортосмены. Позхе В.В.Пыльнез С1583, 1983) предложил объединить новые сорта пшеницы в шестой ее период, куда ' вошли в основном новые полукарликовые сорта. Кроме того, нами был выделен седьмой период сортосмены, вкгаэчашпй сорта пшеницы, районированные в последние годы (Батоев, Пыльнев, 1589):

I. Крымка, Кооператорка, Украинка, Гостиануц 237 Срайонированы в 1523 году).

II. Одесская 3 (1938), Одесская 12 С1947), Одесская 16 (1952), Белоцерковская 198 С1955).

III. Одесская 28 С1963), Степова (1938).

• IV. Безостая 1 С1859), Мироновская 808 С1963). Кавказ С1972).

V. Одесская 31 С1963), Прибой С1973), Эритроспермум 127

• ' 5

С1877), Чайка С1983), Степняк С1982).

VI. Одесская полухаряиковая (1980), Одесская 73 С1982), Обрий С1983), Прогресс С1984). Бригантина С1986).

VII. Пересвет (1987), Прометей (1987), Исток (1988). Спартанка £1588), Юннат одесский (1989 ), Альйатрос одесский (1990), Одесская 117 (1991). •

Эта группировка применялась при изучении характера изменения в результате селекционной деятельности высоты растений, элементов ' структуры урожая, анализа анатомического строения стебля, верхнего Сфлагового) листа и его влагалища.

При описании результатов эксперимента по определению потенциальной -л реальной продуктивности колоса изучаемых сортов пшеницы для большей наглядности полученного материала применена следующая группировка сортов по времени их районирования с учетом высоты

растений: ,

1, Крымка, Кооператорка, Украинка, Гостнанум 237, Одесская 3, Одесская 12, Одесская 16, Белоцерковская 198,-Одесская 26, Степова (1929... 1958 гг. , 100...120 см).

■ 2. Безостая!. Мироновская 808. Кавказ, Одесская 51, Эритро-спемум 127, Чайка, Степняк (1S59... 1982 гг. , 100... 110 см).

3. Одесская полукарликовая. Одесская 75, ОсЗркй, Прогресс, Бригантина (1980. ■. 1883 гг., 80... 85 см).

4.. Петэесвет, Поометей, Юннат одесский. Альбатрос одесский. Одесская 117, Исток* (1987. . .1991 гг,, 85. . .90 см).

То есть сорта первой... третьей, четвертой и пятой групп обьеденены друг с другом.

. Для изучения изменения высоты растений и различий в структуре урожая озимой мягкой пшеницы в результате селекционной работы бралось по 25 растений каадолэ сорта урожае» 1988. . .1990 гг.

Определение потенциальной и реальной продуктивности колоса изучаемых сортов озимой мягкой пшеницы в 1988... 1990 гг. проводили по методике Ф. М. Куперман С1979). Анализ потенциальной продуктивности прозодили по 15 конусам нарастания главных побегов, на V этапе

органогенеза. Реальная продуктивность колоса определяли на XII этапе органогенеза, по 15 колосьям главного побега с псвторности.

Анализ анатомического строения стебля главного побега, его верхнего Сфлагового! листа, влагалияд флагового листа у изучаемых сортов озимой мягкой пшэнкцы проводили в 1987... 1989 гт. по методикам М. А.Ильинской-Цечтилович, К. Г.Тетерятченхо (1962) и О.Д. Гра-дчаниновой (1978). Для анализа бралось по десять растений каждого сорта в фазу наступления молочной спелости,. При описании экпери-ыентальных данных пользовались общепринятой.нумемерацией или символикой междоузлий, обозначая их 1-е (нижнее или надземное) междоузлие, Ш-е (сроднее) и V-e (верхнее или колосоносное) междоузлие. Срезы делались на ручном микротоме и опасной бритвой в середине междоузлия и в середине флагового листа и"его влагалища. Срезы окрашивались насыщенным раствором флороглвцина в соляной кислоте. После окрашивания их просматривали под микроскопом.

Полученные в ходе эксперимента данные обработаны методами статистического, дисперсионного, регрессионно-корреляционного анализа, описанными Б.А. Доспеховым (1985).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДОСЛЕДОВАНИЙ В процессе сортосмены новые сорта озимой мягкой пшеницы неизменно превышали по уровни урожайности сорта предыдущих периодов сортосмены на 0,20..0,98 т/та (табл.1). В результате проведения многолетней работы по созданию новых сортов урожайность пшеницы на юге Украины ьозросла на 73... 83% ила 2,63... 2,93 т/Та и у сортов последних лет селекции достигла уровня 6,23.., 6,58т/та. Особенно большой вклад в повышение урожайноти этой культуры внесли сорта

четвертого и шестого периода сортосмены. Мы склоняемся к выводу, что это во многом является результатом введения в генотип пшеницы генов короткостебельности, приведших не только к снижению высоты растений, но и к перераспределению питательных веществ в пользу . колоса. Между урожайностью и высотой растений пшеницы нами обнаружена сильная отрицательная корреляционная зависимость Сг=-0,88). Снижение высоты растений.характерно для всех периодов сортосмены,

за исключением сортов последнего ее этапа, когда высота растений

Таблица 1

Урожайность, высота растений и элементы структуры урожая сортов озимой мягкой пшеницы различны;; периодов сортосмены С1983-1990)

1 Высо-

! Период Уро- та

сорто- жай— расте-

смены ность ния,

т/га . см

Кустистость:'Т&сло ЧисломассаМасса 11 _:продуй-;зерен ¡зерен :1000

об- :пр0ду-;тивных ¡с рас-;с рас-;зерен, :текия,: тения,: г г : .

цая ;ктиз- ; : ная

:стеб-:лей на : шт.

; 1м: шт.;

I 3,60 116.2 3,6 2,8 437. 46,6 1,39 30,87

II 3,86 114,4 3,8 2,9 420 55,3 1,77 32,54

III 4,16 112,7 4,2 3,3 370 84,0 2,30 33,58

IV 4.77 107,0 3,3 2,7 349 58,5 2,10 36,84

V. 5,23 102,7 3,3 3,0 . 437 58,1 2,12 37,48

VI . •е, 23. 81.6 3,3 2,9 414 72, 2,45 33.28

VII 6,58 88,4 3,4 2,9 . 473 74,4 2,70 37,90

1,11 8,0 0,8 0,7 108 15,0 .0,60 4.95

была несколько увеличена и достигла в среднем ГЗ см. Максимальную урожайность имели но?ые кизксрослне ссрта селекции ВСГИ Сннат одесский и Альбатрос одесский.

В процессе селекции не изменились существенно общая и продуктивная кустистость сортов различных периодов сортосмены. Тем не' менее необходимо отметить, что высокую обдую и продуктивную кустис-трсть имеют сорт Одесская 16 и новые селекционные сорта Спартанка и Исток. Характерно, что сорта лесостепного экотипа обладают значительно меньшими общей и продуктивной кустистостью по сравнению с сортами степного экотипа.

Не обнаружено существенных различий по периодам сортосмены по числу продуктивных стеблей на 1 м*. Высокие показатели этого признака имеют короткостебельные сорта Спартанка - 502, Исток - 630 и высокорослые сорта Крымка - 458,. Одесская 12 - 502. Все остальные сорта имеют 360...460 продуктивных стеблей на 1 и*.

В ходе селекционной работы существенно возросли число и масса зерен с растения. Число зерен с растения у сортов последнего периода сортосмены.увеличилось на 27,8 шт. или 59,7 '/. по сравнению с сортами первого периода сортосмены, а масса зерен с растения увеличилась за это время на 1,31 г или 94 'Л. Масса 1000 зерен в процессе селекционной работы неизменно увеличивалась от одного периода сортосмены к другому, несколько снизилась у сортов шестого и вновь возросла у сортов седьмого периода сортосмены, достигнув уровня 37,9 г.

Наши исследования показала, что в условиях степи Украины уровень урожайности у сортов различных периодов сортосмены определяется в основном продуктивностью колоса. Наблюдается прирост числа и массы зерна с колоса Стабл.2).

Данные свидетельствуют, что в условиях юга Украины главные ко-

лосья растения обеспечивают 36,5.. .42,9% числа зерен и 40,0...46,8% массы зерен с растения, В процессе селекции вклад колосьев главного побега растения в общую продуктивность растения практически не изменился, в то же время число зерен с колоса главного побега возросло на 8,2. ..9,4 шт. или 41... 47%, а масса зерен с него повысилась на 0,40... 0,43 г или 61... 66 %. Преимущественный рост массы зерна с колоса по сравнению с ростом числа зерен с колоса обусловлен одновременным повышением числа зерен с колоса и массы 1000 зерен.

В результате селекции число зерен с колосьев боковых побегов возросло на 20,6 шт. или 113,2%, а масса зерен с них увеличилась

Таблица 2

Элементы продуктивности главного колоса и колосьев боковых побегов (1988-1990 гг.)

Период Число зерен. шт. : Масса зерна, г

сорто- главного: колосьев:одного : главного: колосьев; одного

смены колоса : боковых : колоса, : колоса : боковых ! колоса

| побегов ; бокового; ( побегов : бокового

* ;побега ; + побега

I 20,0 18,2 15,2 0,65 0,74 0,44

II 22,8 24,0 17,9 0,79 0,98 0,53

III 23,6 27,9 17,2 0,89 1.41 0,59

IV 24,7 23,6 19,4 0,93 1,16 0,57

V 22,9 25.1 18,2 0,86 1,26 0,66

VI 29,4 31,6 22,6 1,05 1,40 0,75

VII 28,2 38,8 24,2 1,08: 1,62 0,87

НСРов 4,3 13,0 4,4 0,21 0,45 0,21

на 0,88 г или 118,9%. Налицо преимущественный рост числа и массы зерен колоса бокового побега по сравнении с ростом этих показателей у колоса главного побега. Это привело к сокращению разрыва между продуктивностью колоса главного пск5ега растения и продужтив-

■ ностью каждого колоса бокового побега.

Влияние элементов структуры урожайности пшеницы показывают коэффициенты корреляции Стабл. 3). Обнаружена сильная прямая корреля-

Таблица 3

Козффиценты корреляции между элементами структуры ■ урожая озимой пшеницы

Показатель Высота рас-

Урожай- : Число : Масса : Число : Масса : Число : Масса ' : зерен : зерна : зерен : зерна : зерен : зерна ;с рас_;с рас-;с гла-;с гла-;с боко- ;с Со-:тениятения :вного :вного : вых :ковых

: колоса: колоса: колосьев: колосьев

тения -0,8а"*-0,70*"-0,69',**-0>66** -0,70*"-0,57** -0,63** Общая кус- ■

тистость -0,30 0,20 0,10 -0,32 -0,28 0,43" 0,27 Продуктивная

кустистость 0,03 0,43** 0,33** -0,14 -0,07 0,63** 0,49**

Число продуктивных стеблей на 1м* 0,19 0,05 0,01 -0,19 -0Д9 0,28 0,10 Число зерен

с растения 0,71*** - 0,93 • ** 0,77*** 0,83*** 0,88*** 0,93** Масса зерна

С растения 0,73*** 0,93*" - 0,72*** 0,87*** 0,83*?* 0,97*** Число зерен

с главного *

колоса 0,70*** 0,77*** 0,72*" - 0,92*** 0,41" 0,37"

Масса зерна с главного

колоса 0,74*" 0,85*" 0,87*" 0,92*" - 0,53" 0,74*"

Число зерен с боковых

побегов 0,58" 0,88"* 0,83*" 0,41" 0,53" - 0,90" Масса зерна с боковых

побегов 0,66" 0,93"* 0,97*" 0,57" 0,74"* 0,90*"- -1000

зерен О,К" 0,54" 0,77"* 0,39" 0,68"* 0,50" 0,74*"

ционная зависимость между урожайность», числом, массой зерен с растения и главного колоса. Между урожайностью, числом и массой зерен с колосьев боковых побегов, массой.1000 зерен существует положительная связь средней силы. Не отмечено существенной связи между урожай-

ностыз, общей и продуктивной кустистостью растений. Слабую связь между урожайностью и числом продуктивных стеблей на единице площади можно объяснить наличием не прямолинейной, а криволинейной зависимости между.данными показателями, что делает коэффициент линейной корреляции практически формальным. В подобных случаях рекомендуется рассчитывать коэффициент регрессии. Между урожайностью и числом продуктивных стеблей на единице площади нами обнаружена регрессионная зависимость,, описываемая уравнением Х=0,04У+33,83.

Отсутствие связи или наличие слабой отрицательной зависимости между числом продуктивных стеблей на единице площади, числом и массой зерен главного колоса, высотой растения, а также наличие слабой положительной корреляции между числом продуктивных стеблей на единице площади, числом и массой зерен с боковых побегов вполне закономерно, т.к. при уменьшении площади питания в результате загущения посевов снижаются практически все элементы продуктивности колоса.

Интересным является факт наличия сильной корреляционной зависимости между массой верна с растения и отдельными показателями продуктивности данного растения: числом зерен растения, числом зерен главного колоса, числом колосьев доковых побегов, массой зерна главного колоса и колосьев доковых побегов.

Обнаруженная сильная корреляционная зависимость между массой . 1000 зерен и массой зерна растения, главного колоса, колосьев боковых побегов свидетельствует о возможности вести селекционную работу на одновременное повышение этих элементов структуры урожая.

Анализ полученных экспериментальных данных свидетельствуют, что изучаемые сорта существенно не различаются между собой по чхс-

лу закладьзаюслхся колосков в колосе. Между числом заложившихся колосков и числом цветкоз ка V этапе органогенеза сильная положительная связь (г=0,76). Большинство изучаемых сортов имеют в среднем 19 колосков в колосе. Произошло увеличение -количества продуктивных колосков за счет снижения числа неозерненных колосков. Возросло число зерен в колосках, сорта последних лет селекции отличаются повышенным числом колосков, имеющих две и более зерновки.

Сорта третьей и четвертой группы существенно превышают сорта первой и второй групп по числу залозившихся цветков в колосе на V этапе органогенеза Срис.13. У всех изучаемых сортов максимальное число цветков закладывается в средней части колоса и составляет 57,3...60,5% всех цветкоз с колоса. В процесса селекции число закладывающихся цветков в колосе увеличилось за счет их прироста в нижней его части. Также нами отмечено, что несколько снизилась редукция цветков, и у низкорослых сортов последнего периода сортосмены она составляет- в среднем'76,7 шт., что на 3,6% меньше па сравнению с редукцией высокорослых сортов первых периодов сортосмены. Полукарлиховые сорта третьей группы практически не отличаются по уровню редукции от сортов первой группы, но имеют более высокую озерненность колоса за счет большего количества заложившихся цветков в' колосе. В целом всэ группы сортов между собой по числу редуцированных цветков в колосе существенно не различаются.

Наиболее детальное представление о редукции цветков.дает 'ее анализ по различным частям колоса. Значимо низкую по сравнению с сортами первой группы редукцию цветков в нижней части колоса имеют среднерослыз сорта второй группы, а высокую - полукарликовые '

сорта третьей группы, которые также отличаются высокой редукцией цветков и в верхней части колоса.

Нами отмечено судественное увеличение.реализации потенциальной ' • продуктивности колоса. Так у низкорослых сортов последнего периода сортосмены она достигла 33,7%. что на 6% выше уровня данного показателя у высокорослых сортов первого периода сортосмены. Повышение процента реализация потенциальной продуктивности характерно в основном-для нижней и средней частей колоса, что привело к повышению продукт тивности колоса Срис.2). Высокой реализацией потенциальной продуктивности колоса характеризуются низкорослые сорта интенсивного типа: Альбатрос одесский - 37,454 и Пересвет - 40,0%. Между степенью реализации потенциальной продуктивности и урожайностью наблюдается сильная положительная корреляция Сг=0,70). Продуктивность колоса в процессе селекции возросла в значительной мере за счет закладок большего числа цветков в колосе, в основном в нижней и средней его частях.

У низкорослых сортов последней группы число зерен с колоса достигло 39,06 шт., что выше, чем у высокорослых сортов первой - группы, на 8,34 шт. или 27,1% Срис.З). •

Б результате селекции в средней части колоса произошло судественное увеличение числа зерен. Сорта четвертой группы по этому показателю превышают сорта первой группы на 20%. Более значительный прирост числа зерен колоса в ходе селекции приходится на нижнюю часть колоса, чем на ее верхнюю часть. Если число зерен'с нижней части колоса высокорослых сортов' экстенсивного типа первой группы составляет 3,3 шт. ,то у низкорослыхых сортов интенсивного типа последней группы оно равно 6,9 игг., то есть больше на 97%, В верх-

Рис.1, Схема-модель потештиальной продуктивности колоса главного побега сортов озимой

. ггаениш различны* периодов сортосмены / У этап органогенеза /, Среднее я а 1988-1990 гг. .К - колоски колоса. Ц - количество пветков в колосках, шт. -—■— - Старые высокорослые сорта ■ / I группа /. "———а - современные среднерослые сорта / II группа /. — ------в - современные

полукарликовчз сорта / III группа /.--—-,.-с - современные низкорослые сорта ¡11 группа/ . (/ / / //[ - превышение над I группой сортов.

ц . '

. . Ркс.2.' Ра^глз&ч'лп потен"иа«коЯ гоодуктивкоста колоса главного побега сортов озимой пэс.'.'Я'-ч ра?гач!№с п'.-риэдов сортосмены. Среднее ."»а 1588 - 1990 гг.

К - колоски колоса. Ц - число таетков (ггёрен) в колоскат,. шт. а - сорта I группы, в - сорта II группы. —— - потенциальная продуктивность. ——■ - реальная продуктивность. (//////] - редукция "зеттов. (л^ - число з^рен в колосе. ''

5' 0 5 Ц "5 б"" "б Ц

Продолжение рис.2. Реализация потеш'иальной продуктивности колоса главного побега сортов отелей ппенити различны* периодов сортосмены. Среднее ла 1988 - 1990 гг.

К - колоски колоса. Ц"- число пветков ( э«рен ) в колосках, шт. с - сорта III группы^ д - сорта 1У группы. •--;— - потенциальная продуктивность.------ - реальная продуктивность.

У////А - редукция гветков. - число зёрен в колосе.

. а к

лГ \ . ■

/ 15- ' \

/" 13 ' V

/ . II • \

"1 } ' 9 • . 1

1 < . - "7 ■ и

\ V \ 0

ч _ д " у 7'

ч\

I о

12 3

Число я^рен в колоске, шт.

3 2 I ; О I 2 3 3 • 2 10. I Число зёрен в колоске, ит, Число з^рен в колоске, шт. ; Рис.3.1 Структура колоса главного побега сортов озимой пявнипн. Среднее яа 1988 - 1590гг.

-- сорта-1- группы. ——- сорта II группы (а), - сорта III группы (б), - сорта 1У

группа (с). К - колоски колоса. . \////////\ - отклонение от I группы. - > .

ней части колоса подобное превышение составляет 14%. Число зерен с этих частей колоса в процессе селекции практически сравнялось. Сократился разрыв между числом зерен с различных частей колоса.

В процесса селекции, наряду с повышением урожайности сортов пшеницы, массы 1000 зерен, шло и увеличение массы зерна с колоса. У сортов последней группы она на 37,9% выше по сравнению с массой зерна с колоса сортов первой группы. Масса зерна с нижней части колоса у низкорослых сортов четвертой группы выше, чем у высокорослых сортов первой группы на 0,13 г. или 136%. В средней части колоса масса зерна возросла на 0,24 г. или 29%, а в верхней части увеличение этого показателя составляет 0,03 г или 21,7%. То есть в процессе селекции произошел преимущественный рост массы зерна в нижней части колоса пшеницы, а это привело к некоторому сокращению разрыва массы зерна с различных частей колоса.

В результате селекционной работы число неозерненных колосков в колосе пшеницы уменьшилось примерно в полтора-два раза (рис.3). Максимальное число неозерненных колосков отмечается в нижней частя, а минимальное - в средней. Это характерно для всех изучаемых сортов Число неозерненных колосков обратно коррелирует со всеми показателя ми продуктивности колоса. Уменьшение числа неозерненных колосков приводит к увеличению числа продуктивных колосков, числа и массы зерен с колоса.

Анатомический анализ стебля показал, что в процессе селекция изменился диаметр всех междоузлий соломины Стабл. 4). У короткосте-бельных сортов последних лет селекции для нижнего, первого, междоузлия он равен в среднем 3,9 мм, что существенно превышает дан-

Таблица 4

Диаметр соломины, толтдаа стенки соломины и склеренхимного кольца £1987-1989)

: Диаметр : Толщина стенки : Толщина склеренхимного

-Период: соломины, мм : соломины, мкм : кольца, мкм

С°РТ°-; _ __Междоузлие

смены : I : III : V : I :: III : V : I : III : : V

I II III 3,4 3,6 3.8 3,6 3,6 3,6 2,7 2.7 2,7 608.1 426,4 358,8 623.2 460,0 371,6 664,1 473,2 399,3 122,1 118,7 129,3 82.5 8S.2 88.6 63,4 62,0 67,2

IV V VI VII 4,1 3,9 3,9 3,9 3,9 4.0 4.1 4,0 2,9 Z'l 2,8 2,9 631,7 484,5 388,2 597,1 465,7 361,5 630,0 562,7 433,3 691,0 519,3 441,3 148,1 121,3 110,1 100,0 91,9 82,7 77,6 68,5 75,1 63.9 58,4 56,9

нср0. 0,2 0,2 0,2 70,9 43,6 33,8 11,3 6,7 8,3

ный показатель у сортов первого периода сортосмены.на 0,5 мм или 14%. Лесостепные сорта Мироновская 808, Безостая 1 и Кавказ (четвертый период сортосмены) отличаются более высокими показателями этого признака. У этих сортов он равен в среднем 4,1 им, превышая диаметр стебля сортов степного зкотипа первого периода сортосмены на 0,7 мм или 20,6%, а сорта последних лет селекции на 0,2 мм ила ■ 5%. В ходе селекции произошло увеличение и диаметра третьего междоузлия. Изменений диаметра пятого, колосоносного, междоузлия, не наблюдалось.

Одновременно с увеличением диаметра соломины увеличилась и толщина ее стеиок. То есть увеличилась выполненная часть соломины. У сортов последнего периода сортосмены толадна стенки соломины у всех изучаемых междоузлий превышает анатомические показатели у высокорослых сортов первого периода сортосмены на 82.9 мкм или 13,6%, на 92,9

мкм или 21,8% и на 82,7 мкм или 23%. В целом все короткостебельные сорта отличаются более толстыми стенками соло!,шкы на протяжении всей длины стебля. В то же время у этих сортов произошло уменьшение скле-ренхимного кольца во всех междоузлиях стебля. Лишь сорта лесостепного экопта отличаются максимальным;! его размерам!. То есть в результате селекционной работы неизменно шло увеличение диаметра соломины и толщины ее стенок. При этом выполненная часть соломины увеличилась в основном за счет утолщения слоя паренхимы. Увеличение толщины стенок, выполненности соломины, особенно ее нижних междоузлий и диаметра соломины в процессе селекции служат прямой предпосылкой к повышению-устойчивости к полеганию.

Число проводящих пучхов в паренхиме стебля от узла кущения к колосу уменьшается, а в склеренхиме, наоборот, увеличивается. Эта закономерность подтверждает полученные ранее данные других исследователей СНосатовсгсий. 1963; Эсау, 1969; Тетерятченко, 1934).

В результате селекционной работы число проводящих пучков в склеренхиме нижнего междоузлия сортов озимой пшеницы практически не изменилось. Количество проводящих пучхов в склеренхиме соломины претерпевает наибольшее изменения в ее среднем и верхнем междоузлиях. Низкорослые сорта последнего периода сортосмены превышают по числу этих пучков в соответствующих междоузлиях высокорослые сорта первого периода сортосмены на 3,4 шт. или 18,4% я на 2,3 шт. или 11,4%. Следует отметать, что сорта четвертого периода сортосмены, в отличие от сортов других периодов сортосмены, имеют большее число проводящих пучков во всех без исключения междоузлиях стебля. В отличие от ранее проводившихся работ ряда исследователей нами подсчиты-

валось число малых проводящих пучков Спервого круга) и больших проводящих пучков (второго круга) в стебле паренхимы, а не их общее число или только большие проводящие пучки. Нами отмечено, что в процессе селекции существенно изменилось только число малых1 проводящих пучков. Это характерно для всех междоузлий стебля.

Максимальным числом малых проводящих пучков паренхимы характеризуются все изучаемые короткостебельные сорта последних периодов сортосмены. Так, у сортов последнего периода сортосмены оно достигло в нижнем междоузлии - 19,1, среднем - 18,0, верхнем - 9,3 шт. Это выше показателей высокорослых сортов первого периода сортосмены соответственно на 23,2%, 23,3% и 16,2%. Повышенный числом малых проводящих пучков паренхимы отличаются и сорта лесостепного экотипа. Существенного изменения количества больших проводящих пучков не отмечено, лишь лесостепные сорта четвертого периода сортосмены обладают существенно большим их числом в нижнем междоузлии стебля.

Проведенный анализ показал, что увеличение паренхимного слоя в соломине пшеницы привело к увеличению общего количества проводящих пучков в ней, за счет увеличения количества малых пучков парен- ■ . химы. Это повлияло и на продуктивность сортов озимой пшеницы.

Изменился средний и суммарный диаметр проводящих пучков в скле-ренхнмяом слое всех междоузлий стебля, то есть от узла кущения к колосу. Так, сорта последнего периода сортосмены имеют значимо меньший их средний диаметр по сравнению с сортами первого периода сортосмены. Существенное снижение суммарного диаметра проводящих пучхов в склеренхиме стебля у. этих сортов наблюдается в нижних мех междоузлиях стебля, и составляет 1003 мкм, что ниже аа 206 ики или 17%,

чем у сортов первого периода сортосмены. Существенное снижение суммарного диаметра проводящих пучков в склеренхиме нижнего междоузлия произошло главным образом за счет малого количества данных проводящих пучков у короткостебельных сортов последних лет селекции.

У лесостепных сортов четвертого периода сортосмены средний диаметр малых проводящих пучков увеличился в нижнем мэздоуэлии, а у степных сортов шестого и седьмого периодов сортосмены соответственно - в среднем и в верхнем междоузлии стебля. Нами отмечен четко выраженный прирост суммарного диаметра малых проводящих пучков паренхимы у всех изучаемых сортов. Низкорослые сорта последнего периода сортосмены имеют в нижнем междоузлии 2709, среднем - 2437 и в верхнем - 1201 мкм. При этом они превышают соответственно на 17,5; 23,8; 20,9% по этому признаку высокорослые сорта первого периода сортосмены.

Средний диаметр больших проводящих пучков в паренхиме стебля изменился в основном в его нижнем междоузлии. Наименьший этот показатель наблюдается у низкорослых сортов последнего периода сортосмены, наибольший - у лесостепных сортов четвертого периода сортосмены.

Приоритетным с точки зрения обеспечения колоса ассимилятами является анатомическое строение верхнего междоузлия стебля. Хорошо развитая проводящая система этого междоузлия способна обеспечить транспорт большего количества питательных веществ в колос, что, несомненно, влияет на увеличение его зерновой продуктивности.

Низкоросяке сорта последнего периода сортосмены, имея более продуктивный колос с большим числом более крупных зерен, имеют и наиболее высокий показатель суммарного диаметра проводящих пучков в паренхиме колосоносного междоузлия. Возможно, именно эти проводящие пучки

играют dor.ee значительную роль в повышении продуктивности колоса. Это подтверждается и математически. Рассчитанные коэффициенты корреляции показывают тесную связь элементов продуктивности колоса с .числом и суммарный диаметром прогодяцих пучков паренхимы первого

круга (малих) С табл. 3). Между изучаемым показателями; числом.

Таблица 3

. Коэффициенты коррелящга между урожайностью, элементами продуктивности колоса и элементами анатомического строения проводящих пучков паренхимы колосоносного междоузлия С1987-19895

Элементы анатомий Урожай- ■ ^менты продуктивности колоса ~ чесхого строения ¡ность : Число зерен ; масса зерна: касса 10Ш г :с колоса, шт:с колоса, г: зерен, г _

Число малых пучков 0,3? . 0,36** 0,42" . 0,5СГ*

Средний диаметр ■ » •• •• • •

малых пучков 0,29 0,36 0,39 0,28

Суммарный диаметр •• •• »• ••

. малых пучков 0,39 0,48 0,52 . 0,52

Число больших

пучков -0,02 0,04 • 0,03 -0,08

Средний диаметр •• «• ••

больших пучков 0,21 0,34 0,39 0,34

Суммарный диаметр *

больших пучков 0,08 0,19 0,22 0,12

Суммарный диаметр

всех пучков паренхи- • •• »* »•

ш 0,28 0,41 0.47 0,39

средним диаметром, суммарным диаметром проводящих пучков паренхимы второго круга и суммарным диаметром всех проводящих пучков паренхимы корреляция значительно слабее.

Основываясь на закономерностях роста урожайности и тесно связанному с этим изменением анатомического строения растений озимой пшеницы в результате селекционной работы, мы предложили способ

отбора высокопродуктивных элитных растений колосовых злаковых культур (заявка на-А.С. N 4855414/13 от 12.09.90г.),

В качестве показателя продуктивности растения взято количество лишь пучков паренхимы первого круга (малые пучки паренхимы), а при отборе учитывается не столько средний, сколько суммарный диаметр всех проводящих пучков паренхимы данного круга, что и язляетоя главным показателем при проведении отбора. Отбираются растения, ямещив максимальное число и суммарный диаметр этих проводящих пучков.

Анализ проводящей системы влагалища и листовой пластинки флагового листа не выявил существенных различий по числу и диаметру проводящих пучков между группами сортов различных периодов сортосмены (табл. 6). Все имеющиеся отклонения этих показателей находятся в пределах ошибки опыта. .

Таблица 6

Число и размеры проводящих пучков пластинки и влагалища флагового листа (1987-1989)

Период • ■11истовая пластинка i Влагалище флагового листа

соотосмены ¡число про-; диаметр ; Число про-:ьредяйн :суммарный :водящих :центральной:водящих ¡диаметр -.диаметр •.пучков, ¡жилки, мкм ¡пучков, :проводя-;проводящих : шт. : : шт. ¡тих пуч-:пучков,мкм '_ : ' __: ; ков, мкм:_■; -

•I 46,8' 131,8 33,3 .116,3 3873

II 44,5 129,9 32,1 114,8 3685

III 47,3 132,2 31,0 117,0 3627

IV 48,0 123,6 33,5 113,0 3786

V 43,4 123,8 31,6 . 112,6 3358

VI 46,4 125,4 31,9 111,1 3544

VII 46,1 123.8 31,9 112,4 3386.

НСРо 3,1 5,5 . 2,5 6,5 433,4

Как известно, листовой аппарат, особенно флаговый лист, у

'•сэрто'з •кнтезсйвнбго "типа вегетируст более продолжительное время по ^¡уавнййнв'с ■ ^¿тёасивныхя сортами, обеспечивая более длительную ас-'Сйгаляцию. Это дает возможность колосу накопить большее количество пластических веществ, что наряду с хорошо развитой проводящей системой колосоносного междоузлия обеспечивает формирование хорошо ' озернзнных колосьев, а в итоге - высокую продуктивность сортов интенсивного типа.

ВЫВОДЫ

1. За время научной селекции озимой мягкой пшэницы за последние 80 лет на юге Украины урожайность современных сортов последяе-■ го периода сортосмены достигла 6,53 т/га, что на 83% выше урожайности старых сортов первого периода сортосмены.

• 2. Повышение урожайности пшеницы в процессе селекции сопровождалось снижением высоты растения. Между урожайностью и высотой растений наблюдается сильная отрицательная корреляционная зависимость С г =-0,88).

3. Повышение урожайности озимой пшеницы на юге Украины обусловлено в основном повышением продуктивности колоса. При этом ■ наблюдается преимущественный рост числа и массы зерен колосьев боковых побегов по сравнению с ростом их у колоса главного побега, что привело к выравниванию зерновой продуктивности колоса главного побега и.каждого из колосьев боковых побегов.

] 4.!Более продуктивные сорта закладывают большее число цветков . в.колосе. В результате селекции на продуктивность возрос уровень

реализации потенциальной продуктивности. Между степенью реализации , потенциальной продуктивности, урожайностью и элементами структуры

урожая обнаружена сильная положительная связь.

5. В процессе селекции не отмечено существенного изменения общего числа колосков, но увеличилось число продуктивных колосков. Число зерен с колоса увеличивалось главным образом за счет возрастания числа зерен в колосках Смкогоэерности). Значительно сократилось число неозэрненных колосков в колосе в нижней и в верхней части колоса.

6. Повышение продуктивности и снижение высоты растения пше-пицы привело к увеличение диаметра междоузлий и толщины стенок соломины на'протяжении всей длекы стебля, что обеспечивает повышенную устойчивость растений к полегании.

7. В ходе селекции возросла выполненная часть соломины за счет увеличения слоя паренхимы. Уменьшились толщина еклеречхимного кольца и средний диаметр пучков склеренхимы, в средних и верхних междоузлиях увеличилось число проводящих пучков склеренхимы.

8. Число больших проводящих лучков в парзхкме практически не изменилось. Увеличение паренхимного слоя в соломине более продуктиэлкх сортов привело к увеличению общего числа проводящих пучков за счет увеличения числа малых проводящих пучков в I, III, и V междоузлиях стебля. Средний диаметр малых проводящих пучков увеличился в средних и верхних междоузлиях. Их суммарный диаметр увеличился во всех междоузлиях, что способствовало повышению продуктивности кокоса. В процессе селекции изменилась конфигурация проводящих пучков, они приобрели более округлую форму.

9. У сортов различной продуктивности нэ обнаружено существенных различий по числу проводящих пучков, их среднему и суммар-

ному диаметру в листовой пластинке и во влагалище флагового листа.

10. Сорта лесостепного экотипа обладает более толстым стеблем, характеризуются большим числом проводящих пучков склеренхимы • и паренхимы большего диаметра, по сравнению с сортами степного экотипа.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ В селекционной работе на повышение урожайности озимой мягкой пшеницы в первую очередь следует уделять внимание отбору растений, имеющих высокую озерненность колосков на протяжении всего колоса.

Необходимо создавать коротхостебельнке сорта пшеницы с высотой их на уровне 80...РО см, так как дальнейшее снижение высоты растения часто приводит к снижению урожайности.

При селекция на зерновую продуктивность необходимо отбирать генотипы с максимальным числом закладывающихся цветков на V этапе органогенеза и мингмзльной редукцией на более поздних этапах органогенеза.

С цепь» повышения эффективности отбора высокопродуктивных растений шеницы рекомендуется отбирать формы с высокой степенью развития малых проводящих пучков в паренхиме.

■ СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Пкльнев В.В., Батоав Б.5. Связь генов карликовости с хозяйственно биологическими признаками озимой пшеницы //Частная генетика растений: Тезисы докладов Всесоюзной конфереции.-Киев, 1989. -Т.2.-С. 42.

2. Пыльнев B.B., Батоев Б.Б., Нефедов A.B., Зимина Л. Б, Анатомические особенности строения стебля и флагового листа сортов пшеницы различных этапов селекции //Научно-технический бюллетень ВСГИ. -1989.-Вып.2С72). -С. 10-14.

3. Батоев Б. Б., Пыльнев В. В. Адаптационные механизмы роста урожайности озимой пшеницы в степи Украины и в ЦРНЗ //Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции.-Целиноград,1990, -С. 68.

4. Пыльнев В.В., Батоев 5. Б. Характер изменения элементов структуры урожая озимой пшеницы в результате селекции на продуктивность // Биология и агротехника полевых культур Причерноморской степи Украины: Сборник научных трудов.-Одесса: ОСХИ, 1990. -С. 12-20.

3. Заявка на A.C. №4865414/13 от 12.09.1990. Способ отбора высокопродуктивных форм колосовых злаковых культур /Пыльнев В.В., Батоев Б.Б.

Объем Р/г п л

Заказ 928

Тираж 100

Типография Московской с х академии им К А Тимирязева 127550, Москва И-550, Тимирязевская ул, 44

Бесплатно