Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Биологические особенности и изменчивость признаков раздельноплодной кормовой свеклы в условиях Северо-Запада РСФСР

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Биологические особенности и изменчивость признаков раздельноплодной кормовой свеклы в условиях Северо-Запада РСФСР"

„¡М, Уз 5-0

ВСЕСОЮЗНАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК имени В. И. ЛЕНИНА

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА И ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАСТЕНИЕВОДСТВА имени Н. И. ВАВИЛОВА

На правах рукописи

САДИНОВ Сафар Ибрагимович

УДК 633.416:631.52

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПРИЗНАКОВ РАЗДЕЛЬНОПЛОДНОЙ КОРМОВОЙ СВЕКЛЫ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРО-ЗАПАДА РСФСР

Специальность: 06.01.05 — Селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

ЛЕНИНГРАД 1989

Экспериментальная часть диссертационной работы выполнена на базе Пушкинских лабораторий Всесоюзного ордена Ленина и ордена Дружбы народов научно-исследовательского института растениеводства имени Н. И. Вавилова в 1987—1989 гг.

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук В. И. Буренин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор И. П. Фирсов; кандидат сельскохозяйственных наук Д. А. Рыбак.

Ведущее учреждение — Белорусский'НИИ земледелия.

Защита состоится «/£ » 1990 г. в /V часов на заседашш

Специализированного совета К 020.18.01 во Всесоюзном ордена Ленина и ордена Дружбы народов научно-исследовательском институте растениеводства имени Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Ленинград, центр, ул. Герцена, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всесоюзного научно-исследовательского аиститута растениеводства имени Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан « £ > 1990 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат с.-х. наук

Е. В. Л\ажоров

Ш.ч'!"^-- —,

ш ; 1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

и, а. '"Актуальность темн. В "Основных направлениях акономичео-

а социального развития СССР на 1906-1990 гг. и на период —"*дб'2бск) года", принятых на ХХУП съезде ШСС намечоно увеличить заготовку корлов, включая и кормовые корноплодн. Ежегодно 85)5 от посевной их площади в стране составляет кормовая свекла. Шесте с тем, воздел «ваша этой культуры связано пока со значительными затрата*га труда, которые в основном приходятся на формирование густоты насаждения растений и уборку. Поэтому неотъемлемым элементом современной технологии производства кордовой свеклы является сорт, пригодный для механизированного возделывания и уборка.

Районированные в настоящее время сорта кормовой свеклы в основном многосемянние и .формирование в поле густоты стояния растений проводится, как правило, вручную. Для сокращения затрат труда на этой ответственной операции производству нужны раздельноплоднне (односемянные) сорта. При использовании для посева сортов такого типа и сеялок точного высева удается избежать такой трудоемкой операции как проролсиваяяа всходов. При этом немаловажно, что значительно снижается и норма вное-ва семян. Известно, что существующие нше в производстве раздвльноплоднне сорта уступают сросгноплоднда (шогосемянннм) но урожайности и качеству семенного материала.' Поэтому одной из первоочередных задач селекции является создание новых . высокопродуктивных сортов и гетерозианых гибридов. Для этих целей важно иметь разнообразный, хорошо изученный исходный материал, включая генетически односемянные формы, сохраняющие признак раздельноштоднооти в потомстве.

Цель и задачи исследований. Целью исследований было изучить биологические особенности раздельноплодных образцов свеклн и выделить перспективный материал для селекции и сельскохозяйственного производства. В соответствии с этой целью бати поставлены следующие задачи:

1. Описать имеющиеся в коллектив НИР раздельноплоднне • образин кормовой свеклн по признака.! первого и второго годов

К83НИ.

2. Проследить характер проявления признака раздельноилод-- ности в потомстве. о

3. Охарактеризовать взаимосвязь признака раздеяьношшд-ности с другими хозяйственно ценными признаками. '

4. Размножать сеыена шрспекдаэных раздельноплодных образцов с целью поре дачи их селекционерам и внедрения в сельскохозяйственное производство.

Научная новизна. Б условиях Северо-Запада РС4СР впервые проведено изучение морфэдого-биологических и хозяйственно ценных признаков 1-го и 11-го годов жизни 30 образцов раздель-ноплодной кормовой и сахарной свеклы. Установлено, что тип семенных растений не связан с признаком раздельноплодкости. Б условиях Ленинградской области выявлена большая (Ус = = 22,8;£) изменчивость признака разделыюплодности, чем в Киевской области ( Ус = 6%), Установлены положительные связи мевду массой 1000 плодов и продуктивностью растений, мезду продуктивностью и всхожестью семян, а также отрицательная корреляционная связь меаду массой 1000 плодов и .осеыененнос-тью. Выявлены различия по спектрам глобулинов семян, позволяющие идентифицировать- оиотшш с разной степенью раздельноплодности. При рентгеноскопическом изучении раздельномодного семенного материала ввдолены 17 растений с.двусемянными плодами (полиспермия).

Практическая значимость. В процессе исследований выделены три раздельноплодные семьи: № 1-1-41, № 2-1-23 и Л 3-1-5, отличающиеся повышенной продуктивностью и качеством семян, которые в качестве исходного материала переданы в селекцацтры. Путем отбора индивидуальных растений из сорта Донор по раздельноплодности, по типу семенника, массе 1000 плодов, семенной продуктивности и всхожести сформирована улучшенная сортопопу-ляция, которая при производственном испытании характеризовалась повышенной урожайностью.

Реализация результатов исследований. Веделенныи раздель-ноплодный материал кормовой свеклы передан в Украинский НИИ земледелия, ¡¿айкопскую опытную станцию .и Московское отделение НИР. В совхозе "Пригородный" Ленинградской области в I989.ro-. ду проведено производственное испытание отобранного из популяции сорта Донор семенного материала и заложены на хранение маточные корнеплоды для последующего выращивания семян. 4

Атзобашя работы. Результаты исследований докладывались на научно-производственных совещаниях отдела кормовых культур (1987) и Отдела овощных и бахчевых культур ВИР (1988 и 1990 гг.), на конференции молодых ученых иавплрантов ВИР в 1888 году, на выездном ученом совете института в Пушкинских лабораториях (1989).

Публикация результатов исследований. Результаты исследований, изложенные в диссертации, .опубликованы в четырех статьях, (двэ находятся в печати).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 119 : страницах-машинописного текста, состоит из введения, шести глав, выводов, рекомендаций и списка литературы. В ней содержится 30 таблиц, II рисунков. Библиографический указатель включает 143 наименования, в том числе 3? на иностранных языках.

УСЛОВИЯ, Г.ШЖШГ И ШТОДИКА ИСОЛВДОВАШМ

Свекла - сравнительно холодостойкая культура. Семена ее начинают прорастать при +-2...+-3°С, всходы издерживают заморозки до -3...~4°С. Оптимальная температура для роста растений от 15 до 23°С. Влажность около 70£ НИ. Высокий урожай корнеплодов свекла дает при суше активных температур (выше Ю°С) не менее 1500.. .2000°С. Наиболее нуткдается она во влаге в период прорастания семян и наибольшего развития листовой розетки. Во П-й год жизни не переносит дождливую погоду во время цветения и сухую, жаркую - во Бремя формирования семян.

Исследования на растениях свеклы 1-го и П-го годов жизни проводили в 1587-1989 гг. на Павловекой опытной станции ВИР (Пушкинские лаборатории). Почвы на опытном поло - дерново-подзолистые, супесчаные. ЕН = 6,3-6,4. Длина вегетационного периода - 125...135 дней. Предшественник - капуста.

Метеоусловия по годам исследований значительно различались. В 1987 году за период вегетации выпала практически годовая норма осадков; было прохладное и пасмурное лето. 1988 : год был наиболее благоприятным для роста и развития растений, что сказалось и на ураяаииссгл свеклы. В 1989 году июнь харак-теризовачея сухой и жаркой погодой. Во второй половине августа - сентябре усилилось выпадеше осадков.

Изучение семенников сорта Донор в 1989 г. дополнительно было проведено в Украинском НШ1 земледелия (п,Чабаны Киевской области). Метеоусловия в Киевской области били неблагоприятными для роста и развития семенников свеклы, так как во время .цветения (июнь) наблюдались частые дозди и во время формирования (налива) семян стояла очень жаркая и сухая погода.

И работе использовали '3 раздельноплодных образца кормовой и 27-сахарной свеклы отечественного и зарубежного происхождения. Изучаемые образцы выращивали в условиях мелкоделя-ночного полевого опыта ъ соответствии с "Методическими указаниями ВИР" (1977), агротехника - общепринятая.

Площадь листьев ( 5 ) определяли по Н.И.Орловскому (1948); содержание хлорофилла - согласно "Методическим указа-шщ.1 ВИР" (1980). Иолипепгиданй состав глобулинов семян исследован по методика отдола молекулярной биологии ЬИР (И.Д.Гаври-люк, 1987). Рентгеноскопическоа изучение семян проводила по методике Б.А.Зайцева и З.В.Редькиной. Всдоудерживащая способность проростков и листьев определяла по А.М.Гродзинскому и Д.М.Гродзинскому-(1964). Статистическая обработка экспериментальных данных выполнена по программам отдела АИС ВИР на ЭШ "Электроника 100-25" а на ЫК-61 - по В.А.Ушкаренко и А.Я.Снри-пникова (1338).

Р&УЛЬШЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Особенности образцов раэдельноплодной кормовой СЕеюш

1-го года жизни

Водопогдотитзльная способность семян (плодов). Способность семян быстро поглодать воду и прорастать во многом определяет формирование будущего урожая (Тищенко А., Москаленко В., 1363). Наши исследования показали, что раздельношшдные .и сростноплодные сорта по этому свойству различаются между собой.

Из табл.1 видно, что количество поглощенной води на 10-й ' день на единицу массы плодов в соплодий составило у сортов: Донор и Тимирязевская односемянная - 5,1, а у Нерагис и Эккан-т дорфская келтая - 3,6 и'4,2 г соответственно. При пересчете " •ав количества доглоценной еоды на I плод или соплодие тенденция била обратной. При этом соотношение околоплодника к семени было: у Донора 2,5:1, Тимирязевской односемянной - 2,6:1,

13,3 и 28,6/о полностью раздельноплодных растений. Ввделенные образин рекомендованы в качестве источников односемянности. В результате исследований, проведанных на раздельноплодных семенных растениях, нами уточнена их классификация.

Тип семенных -растений (семенников). Семенные растения свеклы в наших исследованиях были разделены на два типа (по А.З.Архшдовичу, 1932): лидерные а безлидернне. Анализы показали, что в условиях Пушкина преобладали семенники безлидерного типа (56/5), в Чабанах - лядорние [62%). Тип семенника практически не был связан с раздельяоплодностью (табл.З).

.Различия между семенниками лвдерного.и безлидерного типов наблвдались .< в условиях Киева: по количеству стеблей - 3,7 и ; 6 шт., по продуктивности - 51,2 а 70,8 г; по всхожести семян -30,3 и 32,2% соответственно. В условиях Пушкина по этим показателям особых различий не наблюдалось. '

С количеством стеблей довольно тесно бшга связаны их продуктивность и всхожесть семян. Так, в Киеве в I группе (5 и менее стеблей на растения) всхожесть била ¡¿4,2$; во П (6-7 стеблей) - 37,0$; в Ш группе (8 я более стеблей) - 30,($. Урожайность семян по группам составила 56,4, 81,6 и 73,3 г соответственно. В условиях Пушкина сохранялась такая же закономерность. ' ■

Масса 1000 плодов. С массой 1000 плодов связаны такие важные свойства как энергия прорастания и всхожесть семян. В наших опытах семенные растения были сгруппированы в три группы: I - 12 г и менее; И - 12,1...15 г; Ш - 15,1 г и более. Энергия прорастания возрастала от 1-й к Ш-й группе: в условиях Киева на Т/а> в Пушкине - на 8,3Есходесть семян - на 9,2 и 9,3$, соответственно.

Сопряженность признаков рззяельноплояной кормовой свеклы на II году жизни. В условиях Пушкина наблвдалась ■ " ' . взаимосвязь между урожаем,": количеством плодов, энергией прорастания И всхожестью сомян (г = и,833; 0,233 и 0,283 соответственно, при г ге0раТ11Ч, = 0,195} В Киеве же такая связь наблвдалась только мезду урожаем и количеством плодов (г = 0,884).'

При расчленения популяции на разные группы в зависимости от ..уровня раздельноплодности сешнных растений корреляционные

II

м Таблица 3

Характеристика разделькоплодных семенников сорта Донор в зависимости от типа семенника (1988-1985 гг.)

Тал семенника Число растений, шт Количество ' Раздельно-стебяей, шт влодноста, 5 ПродугсвдЕ-5 ность, г Масса 1000 Ьсхожесть пледов, г %

Кх Пх К . П К П К П К П К . П

Лидеряый, всего 52 41 3,7 7,4 96,4 91,4 . 51,2 92,9 13,6 16,0 30,3 56,7

в .т.ч.

полностью саздельно- плодных 15 15 4.1 100 100 ■ 51,7 97,7 13,7 15,1 29,3 52,4

Бездидершй, всего 32 52 6,0 8,1 97,3 95,7 70,8 97,8 13,5 17,0 32,2 55,5

.в т.ч. •

полностью раздельно- плодных 17 26 6,2 8,0 100- юо ■ ' 76,7 95.2 . 13,5 16,9 27,6 54,8

х Здесь а далвз: К - Каев, Я - Пушкин.

Результаты производственного испытания

С учетом проведенных исследований из 160 'лучших растений била, сформирована сортонопуляпия в количестве 10 кг семян. В 15389 году эти семена о'шщ высеяны на 1,15 га в совхозе "Пригородный" Лениградской области для производственного испытания. Урожайность корнеплодов составила 52,2 т/га. На хранение заложено ЬЗ т маточников под урояай семян 1980 года.

Результаты производственного испытания показали, что раздельноплодный сорт Донор в условиях Ленинградской.области макет давать достаточно высокий урожай корнеплодов. При этом бозмокно внедрение современной технологии возделывания кормовой сгеклы без затрат ручного труда.

В И В 0 Д Ы

1. Раз.дедьноплодные сорта кормовой своклы Донор и-Тимирязевская односемянная по урожайности корнеплодов (на 17-28$) и сбору сухих веществ с единицы площади(на 19-31$) уступали сростноплодному стандарту.

2. 11лоды односемянных сортов свеклы, по сравнению со сростноплодными, в расчете на I г сухой массы поглощали больше воды при набухании л прорастании семян. Проростки их характеризовались меньшей водоудёряшваицей способностью. По содержанию хлорофилла в листьях раздельноялоднне сорта значительно1 (на 21-34;») устунага сростноплодным. ,

3. Корнеплоды раздельноплодннх сортов пригодны к машинной уборке, они более выравнены по.высоте "головок" и отклонению от центральной оса рдцка,- что способствует меньшей их повреж- ■ даемости при уборке,

4. Тин семо иных растений практически но бил связан с раз--дельноплодностьа; высокую степень раздельноплодкости (91-97$) имели семенника как лцдарного, так и бе&яидерного типов, С числом стеблей на растении довольно тесно связана их продуктивность и всхожесть семян.

5. У раздельноллоднкх форм свеклы с увеличением массы плодов наблюдалось шовышание продуктивности семенных растений, ■ энергии прорастания и всхожести .семян. Положительные связи установлены мезду массой 1Ш0 плодов и продуктивностью

растений ( г = 0,315), меаду продуктивностью и всхожестью семян ( г = 0,268), а такке отрицательная корреляция между кассой 1000 плодов и осемененносгыо ( г = -0,230).

6., Изменчивость признака раздельноплодносги семенных растений сорта Донор в условиях Пушкина была выше (ус = 22,8$), чем в Киеве ( Ус = 6%). Б исследуемой разделыюшюдной популяции в Пушкине, народу с раздельноплоднши, были выявлены сростноплодных растений.

7. При электрофорезе белков семян кормовой свеклы менаду биотипами с разным уровнем раздельноплодности выявлены различия по спектрам глобулинов, позвояящио идентифицировать исследуемый семенной материал.

8. В результате рентгеноскопического изучения семенного материала выявлены биотипы раздельноплодной кормоБой свеклы, • характеризующиеся двусемянностыэ плодов (полиспермия); доля

таких плодов достигала у отдельных семей 19-26%.

9. Путем отбора индивидуальных растений популяция сорта Донор дифференцирована по типу семенника, степени раздельно-плодности и качеству семенного материала, а также по продук-.тивности. В результате объединения лучших семенных растений получена популяция, характеризующаяся повышенной продуктивностью д раздельноплодн остью (95-99$). При испытании в совхозе "Пригородный" Ленинградской области урожай корнеплодов составил 52,2 т/га.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕШ.ШЦДАЦИИ

1. В качестве исходного материала для селекции кормовой свеклы использовать ввделенные в-процессе исследований разде-льноплодные семьи .4 1-1-41, Л 2-1-23 и И 3-1-5, характеризующиеся повышенными продуктивностью и качеством семян.

2. При оценке уровня раздельноплодности семенных растений кормовой свеклы в качестве' дифференцирующего «она применять выращивание их в условиях Северо-Западной зоны,

3. Продолжить производственное испытаниэ созданной в процессе исследований раздельноплодной популяции сорта Донор.

По материалам диссертации опубликованы следующие

работы!

1. Буренин В.И., Пискунова Т.М., Садинов С.И. Односемянный оорт кормовой свеклы Донор//Науч.-тохн.бюллетень вир. _ Л., 1988. - Вып.184. - С.41-43.

2. Буренин В.И., Пискунова Т,М., Садинов С.И. Анализ уровня плодцости/ТгИегоднческие указания ВИР. - Л., 1989. -0.120-121.

3. Буренин В.И., Пискунова Т.М., Садинов ^.И. Особенности роста и развития раздельноплодной кормовой овеклн//Т£уды ВПК (находится в начата).

4. Садинов О .И. Урожай и качество семян раздельноплодной кормовой стаклы//Тоз.доил,конференции молодых ученых и аспирантов ВИР. - Д., 1989 (находится в печати).

¡1