Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Экологическая пластичность яровой пшеницы и признаки ее определяющие в условиях южной лесостепи Западной Сибири

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Экологическая пластичность яровой пшеницы и признаки ее определяющие в условиях южной лесостепи Западной Сибири"

российская академия сельсколозялстзеаиь:х ¡¡дух

отделение по нечерноземной зоне уральский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Г Г Б (ХДП0 «среднеуральское»)

На правах рукописи УДК 633.11.631.527:581.5.571.13

БЕЛАН Игорь Александрович

э ко Л О Г И ЧЕС КАЯ п л а ст и ч н о ст ь

ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ И ПРИЗНАКИ ЕЕ ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

06.01.05 — Селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

екатеринбург 1994

Работа выношена в Сибирском ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательском институте сельского хозяйства г.Омск,С1985-19Щ,гг. ,а ¡также 1986-1950 гг.).

Нау.чний руководитель - доктор сеш.зкихозявственнах наук, член-корреспсидент РАСХН В.А.ЗЙКИН

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных исук,

профессор Н, Г.ВЕДРОЗ, кандидат сельскохозяйственны,; науь, З.А.ВОРОБЬЁВ

Ведущая организация - Омский ордена Ленина сельскохозяйственный институт имени С.М.Кирова

Защита состоится " Ь- 199'! г. в

часов на заседания специализированного Совете К.С20,42,01 при Уральском научно-исследовательском институте сельского хозяйства ( НПО "Среднеураньское") .

Адрес института:620С61,г.Екатеринбург,Б-61,ул.Главная,21.

С диссертацией цокно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан

1994г.

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатьи, просим' направлять в адрес Совета.

Учений секретарь специализированного Совета, кандидат биологически;; неук

ОЩЛЯ ХАРЖГЕРИСША РАБО'Ш

Актуальность работы. Мировое производство зерновых культур неуклонно опережает прирост населения в мире. Однако, с каждым годом ощушдется нехватка продовольствия. Одной из причин является крайне неустойчивое по годам производство зерна. В СИГ эти трудности усугубляются еще и тем, что более половины посевных плоиадей находится в регионах с сильной флук-, туацией погодных условия по годам. К одной из таких зон относится и Западная Сибирь.

Сложные и суровые почвенно-климатические условия, вслед-ствии которых эту зону относят к зоне рискованного земледелия, во многом определяют стратегию и задачи селекши.

Главной задачей селекши в сложных экологических условиях считается создание приспособленных, высокоурожайных, высококачественных, устойчивых к засухе, болезням и вредителям, неполегаюших сортов. Для северных регионов сорта должны иметь короткий вегетационный период, обладать устойчивостью к пониженным температурам, прорастании на корню.

Отправной точкой создания новых сортов должно быть соответствие этих сортов экологическим условиям. Вопросами сочетания в генотипе высокой продуктивности и стабильности занимались П.Н.Константинов (1930), Н.И.Вавилов (1935), А.П.Ше-хурдин (I9ÖI), В.П.Кузьмин (1965), В.П.Дукьяненко (1973) и другие. Изучение признаков, определявших экологическую пластичность, ее механизмы, связь с биологическими признаками имеет решавшее значение как для теоретической селекши, так и для практического применения.

Цель исследований изучить экологическув пластичность сортов яровой пшеницы и выявить ее механизмы.

Задачи исследований:

- определить параметры экологической пластичности сортов и изменчивость ряда признаков;

- установить, за счет каких признаков генотип в варьирующих условиях среды способен сочетать в себе высокую пластичность с повышенной продуктивностью;

- определить особенности взаимодействия "генотип х среда" в зависимости от стелен i гетерогенности генотипа;

- изучить характер наследования в гибридных поколениях

о

- определить стабильность сортосмеси в условиях южной лесостепи Западной Сибири;

- выявить эффективность и характер подбора пар для скрещивания на основе параметров экологической пластичности.

Научная новизна - (положения, которые выносятся на защиту):

- изучена экологическая пластичность и гомеостатичность сортов яровой пшеницы;

- изучена корреляционная зависимость экологических параметров с количественными признаками, а также связь параметров экологической пластичности. Выделены экологически значимые признаки;

- определена стабильность сортосмеси;

- изучены особенности адаптивности и гомеостатичности в зависимости от степени гетерозиготности;

- изучен характер наследования и определены коэффициенты наследуемости количественных признаков;

- показана эффективность использования экологических параметров как на ранних этапах селекшш, так и при регистрации сортов.

Практическая значимость:

- показано важное значение оценки сортов в контрастных условиях среды по параметрам экологической пластичности;

- исследована возможность использования сортосмеси для стабилизации урожая в условиях экологического стрЕсса;

- выявлены основные экологически значимые признаки, учитываемые при составлении и реализации селекционных программ

по создание экологически приспособленных сортов для лесостепной зоны;

- результаты исследований по теоретическим вопросам явились базой для создания таких линий, как Л.177/83-Ю,

Л.288/83-12, Л,336/83-18, Эр.178/83-12;

- получен перспективный материал на основе использования лучших линий, созданных в сопутствующих опытах.

Апробация работа. Результаты исследований были доложены на: конференции в ОмСХИ (Омск, 1987), сибирско-шведском симпозиуме (Новосибирск, 1992), Л съезде ОГиС им.Н.И.Вавилова (Минск, 1992).

Пубмкапии. По материалам диссертации опубликованы две работы и одна находится в печати.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, рекомендация для селекции, списка цитируемой литературы и приложений. Работа изложена на 234 страницах машинописного текста, включая 51 таблицу, 18 рисунков и копии документов о внедрении результатов исследований. Список цитируемой литературы (33 стр.) содержит 349 наименований, в том числе 42 на иностранных языках. Приложение изложено на 42 страницах и включает 34 таблицы, 5 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Условия^^сходный материал и методика исследований. Южная лесостепь относится к зоне недостаточного увлажнения. Кроме того, характер распределения осадков по месяцам неравномерен. При среднегодовой сумме осадков в 325 мм, осенькх их выпадает больше, чем весной. Максимум осадков приходится на июль.

Особенностью климата зоны является сухость воздуха я пыльные бури, обычно в весенне-летнее время.

За период проведения полевых опытов в 1985-1987 гг. метеорологические условия характеризовались значительныш колебаниями, что является типичным для климата юга лесостепи Омской области. 1985 г. был засушливым, 1966 - характеризовался как год с повышенной влагообеспеченностыо, а 1987 - как умеренно-засушливый.

Нами определялись запасы продуктивной влаги почвы в метровом слое по срокам посева в увязке с фенологическими фазами развития пшеничного растения. т

Почвы были представлены среднегуыусовыми средней мощности тяжелосуглиниртыми, слабовыиелоченньми черноземами.

Исходный материал представлен сортами, районированными в лесостепной зоне Омской области, и перспективным селекционный материалом лаборатории. Изучалось 18 сортообразиов, сорто--смось,состоящая из двух сортов?и сорт Омская 17, посеянный Обычной и крупной фракцией.

Опыт с сортами закладывался по пару с плодадью делянки 5 кя.ч, в й-гсрааной повторности. Посев проводился в три срока:

ранний, оптимальный и поздний. Фенологические наблюдения и анализ элементов продуктивности проведали по "Методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур" (1971).

Объем выборки для вычисления коэффициентов вариации и корреляции - 20-60.

Расчет коэффициента вариации (V, %) и дисперсионный анализ проводили согласно пособия Б.А.Доспехова (1979). Параметры экологической пластичности сортов вычисляли по методике Эберхарта и Рассела

и Тая (¿[.С.С. За г , 1971), показатель гомеостатичности (Нот) - по В.В.Хангильдину (1978).

Гибриды Р1 и Р2 получены в системе топкроссных скрещиваний. В качестве родительских форм (Р) взяты семь сортов яро-. вой и идин сорт озимой пшеницы. Гибриды и як родителей высевали по пару в оптимальные сроки (15-20 мая), в 4-кратной повторности. Сеяли по 10 зерен на I п.м, с междурядьем 20 см. Фенологические наблюдения, учеты и анализ элементов продуктивности проводили согласно методике ВИР (1977).

При изучении И, Р2 и их родительских форм определяли степень доминирования, гетерозис и депрессию (Л.Зеницева, 1968). Расчет наследуемости

( И ) проводили по методике

В.К.Савченко (1973).

Статистическая обработка материала выполнена по общеизвестным алгоритмам (Б.А.Доспеков, 1979) на "Электронике-155" и персональном компьютере "Кедр".

I. Изменчивость, наследование и генотип-средовые взаимодействия.

Взаимодействия генотипа и среды значительно разнообразны и сложны по характеру, степени проявления и зависят от состояния генотипа и среды. Генотипы могут различаться между собой как специфичными фенотипическими особенностями, так и разниться по степени гомо- и гетероэиготности.

Многочисленные исследований на гомо- и гетерозиготном материале показнваот значительную изменчивость количественных признаков.

Особенности варьирования признаков представлены на рис Л, Ко степени выратенности признаков наиболее высокие показатели характерны для гибридов Р2, за исключением признака" род я

г 1

г/

---

/ /v ■ /

/ 7

ч v__^ ----n / / -/

\ \ \ Лл / /- / у // г

XV \\

6 а н ?

признак

5 \г

ю

ОвознАменмя;

Гибриды Рг. гибриды г,

---родительские ФОРМЫ

1. Лии на аерхнего

2. ПЛОЩАДЬ «рЛОРОВОГО листа

3. Площадь второго сверху листа

4. Высота рлогеннЯ

5. куотцстосто продуктивная

6. Чцело колоокоь ь колосе

7 киело хвргн в колосе А число }<?р«и в колоске ерл 9. ПРОД'У^МВНОСТЬ 1-ОЛОСЛ Ю. ПРОАУКГиьноото мотания н. масса юоо зер?н

12. доля полоса 01* проауктывн. раотйнч я

Рмо. 1 Ко'Зфсрии,иент цъменчн&ости ко/1 и<<ест-б<г.миь|х пры-змАкое»

главного колоса в продуктивности растения. Наименьшее варьирование по всем признакам, кроме продуктивности колоса, отмечено у гибридов Р2, а наибольшее - в семи случаях у гибридов Р1 и в пяти у сортов. Высокий размах изменчивости у гибридов Р1 объясняется нарушением сложившихся генетических связей и неустойчивым состоянием генотипов. В Р2 происходят их стабилизация и появление новых, возможно, расширяющих норму реакции.

Анализ взаимодействия "генотип х среда" показал, что доля изменчивости, обусловленная влиянием генотипа, колеблется от 4,3% до 31,3%, за исключением признака масса 1000 зерен у гибридов Р1, т.е. от незначительной до средней (табл. I). Влияние фактора среды было преобладающим в общей изменчивости и наиболее часто данный фактор находился в пределах 75-90%, обуславливая тем самым необходимость адаптивных исследований.. Взаимодействие факторов изменялось в пределах от 0,7 до 10,5$, характеризуя невысокую степень влияния.

Таблица I

Взаимодействие,"генотип х среда" по (1985-1987 гг.) признакам, %

, V I Признак \Фактор | - Генотип ЦрГ [~Р2

I ! 2 !

Длина верхнего междоузлия А 13,6 21,3 15,3

В 84,8 74,4 78,7

АхВ 1,1 2,7 3,4ХХ

Площадь флагового листа А. 4,5 14,1 < 5,4

В 94,7 84,3 92,1

АхВ 0,7 1,1 2,4

Плошадь второго сверху листа А 10,4 17,8 9,7

В 86,2 78,3 86,4

АхВ 2,5 1,9 1,8

Кустистость продуктивная А 11,5 15,6 9,2

В 85,8 81,5 87,2

' АхВ 0,9 1,9 2,5

Число зерен в колосе А 12,6 20,3 10,0

• В 84,3 76,1 85,1

АхВ 2,4 3,0 3,4

Продолжение таблицы I

I

I.,, 2. !_! 4 ! 5

Продуктивность колоса

А 23,6 31,3 19,2

В 70,7 63,1 74,6

АхВ 3,9 4,1 3,6

А 14,2 19,6 12,6

В 79,3 73,1 80,6

АхВ 3,9 4,3 3,2

Продуктивность растения

Масса 1000 зерен

А 4,3 51,4 5,1 В 92,8 36,6 92,5 АхВ 1,8 6,6 1,1Хх

х А - "генотип", В - "среда" хх Недостоверно при £ 05

В целом, можно отметить следующее: преобладавшего превосходства гетерозигот над гомозиготными линиями у самоопылителей в наших условиях выявить не удалось. По одним признакам в более выгодном положении оказываются -гомозиготы (длина верхнего междоузлия, площадь флагового листа, кустистость продуктивная, число колосков и число зерен в колосе), по другим - гибриды Р2 (плоцадь второго сверху листа, продуктивность колоса и растения, доля главного колоса в продуктивности растения). Отмечена тенденция к большей гомеостатичности Р2 и большей пластичности отселектированных линий. Гибриды Р1 практически во всех случаях уступили сортам и сегрегирующим популяциям Р2.

В контрастные годы нами установлено разнообразие типов наследования. По одним признакам характер наследования был относительно устойчив (длина верхнего междоузлия, площади верхних листьев, высота растения); по другим - сильно варьировал под влиянием экоусловий (кустистость продуктивная, число колосков и число зерен в колосе, продуктивность колоса и растения). В пределах одного года различнне комбинации имели неодинаковы?« характер наследования. У комбинаций Иртышаика 10 х Л.37/76-1, Л.49/77-1 х Л.37/76-1, Целинная 26 х Л.37/ 76-1, Омская 19 х Эр.149/78-107 по большинству признаков за трехлетний цикл исследований отаочен устоРт-гокй характер наследогания.

Доминирование в сторону лучшего родителя чашэ отмечалась у гиоридов с участием Л.49/77-1, Целинная 26, Л.37/76-1, Эр. 149/78-107, в сторону худаего - с участием сортов Омская 12, Иртышанка 10, Бургас.

Значительная и постоянная величина гетерозиса наблюдалась по признакам: высота растения, площади верхних листьев, масса 1000 зерен.

Наличие или отсутствие депрессии у гибридов Р2 по количественным признакам в большинстве случаев связано с проявлением гетерозиса и с различиями по степени важности данных признаков при наличии компенсаторных механизмов.

Коэффициент наследуемости относится к числу важных параметров при генетическом анализе количественных признаков (В.А.Драгавцев, 1974; Я.Лелли, 1980; В.К.Савченко, 1984). В наших исследованиях величина коэффициента наследуемости (Ьу варьирует как по признакам и комбинациям, так и по годам. В более благоприятном по увлажнении 1986 г. в сравнении с менее обеспеченными влагой 1985 и 1987 гг. Ь часто выл е.

Высокий коэффициент наследуемости отмечен по признакам: площадь флагового листа, высота растения, число колосков в колосе (в среднем за три гора 0,52; 0,60 и 0,66 соответственно); средний - длина верхнего мекдоузлия, число зёрен в колосе, число зерен в колоске средней части колоса,"продуктив-г ность колоса и растения, масса 1000 зерен (0,41;'0,46; 0,46; 0,35; 0,45 и 0,43 соответственно); низкий - по кустистости продуктивной (0,20).

В результате генетического анализа и последующей селекционной проработки удалось выделить четыре лучшие линии - Л.177/ 83-10, Эр.178/83-12, Л.288/83-12, Л.336/83-18, которые были переданы в конкурсное сортоиспытание лаборатории.

Анализ корреляции у гибридов и их родителей установил наличие достоверной и недостоверной положительной корреляции, подверженное по годам значительной изменчивости между некоторыми ларами признаков (табл. 2). Влияние экологических условий на связь признаков наблюдалась в большей степени у гибридов Р1. При этом наиболее тесно признаки коррелируют в засушливые 1985 и 1987 гг. Четкуо границу между генотипами провести не удалось. В большинстве случаев коррелятивные связи внеоки как у Р1 и Р2, так и у сортов.

Таблица 2

Сопряженность количественных признаков у гибридов Р1, Р2 и их родительских форм

Коррелирующие признаки

Коэффициент корреляции у форм по годам -1—

PIP2

И

F2 '

"П

т,

тг—г-*:

1985 |1986 |1987 jl985 |IS86 j1Э87 jI985~;I985 {1987

Длина верхнего междоузлия - кустистость продуктивная

Длина верхнего междоузлия - таело верен в колосе

длина верхнего междоузлия - продуктивность колоса

Площадь флагового листа - число зерен в колосе

Число зерен в колосе - продуктивность колоса

Продукта;, .юсть колоса - продуктивность растения

Продуктивность растения - масса 1000 зерен

0,88 0,89 0,95 0,79 0,81 0,79 0,86 0,89 0,82

0,89 0,86 0,92 0,83 0,83 0,76 0,80 0,80 0,34

0,72 0,67 0,74 0,66 0,28 0,86 0,63 0,74 0,72

0,52 0,73 0,68 0,77 0,80 0,66 0,4 0,61 0,64

0,91 0,88 0,89 0,81 0,35 0,95 0,69 0,89 0,83

0,95 0,98 0,94 0,96 0,87 0,89 0,95 0,95 0,91

0,55 0,51 0,53 0,69 0,37 0,82 0,61 0,6 0,58

Корреляционный анализ показал наличие положительной высокой корреляции между продуктивностью колоса и длиной верхнего междоузлия, что позволяет проводить отборы на продуктивность по длине верхнего мевдоузлия.

Экологическая пластичность и признаки ее определяющие

Конфликтность между экологической ситуацией и генотипом растения предопределяет их взаимодействие. В сложившейся системе "генотип х среда" более выгодным и возможным представляется поиск, создание и подбор приспособленных к среде генотипов, которые будут удачно использовать экологическую ситуацию в нише . Поэтому, чем в более сложной и жесткой экологической ситуации фенотип будет полнее отражать заложенные в генотип возможности, чем более ценнш будет данный генотип.

Экологическая пластичность сортов и гибридов, по нашему мнению ( д.й. Зыкны , И А. Белом, {995 ), - это их способность стабильно формировать высокий относительно других сортов и гибридов урожай генетически обусловленного качества в широком ареале при достаточном разнообразии погодных и агротехнических условий.

Одним из тестов на широкую экологическув адаптации может слагать устойчивость генотипа к нарушению срока посева.

Мы в своих исследованиях изучали реакцию 20-ти генотипов на сроки посева и годы.

Предварительно проведенный дисперсионный анализ выявил значительное влияние факторов "годы" и "сроки".

На рис.2 представлены линии регрессии каждого сорта относительно вертикальной линии урожайности, полученные по методу Эберхарта и Рассела. Величина наклона линии регрессии дает информации о поведении сорта. Чел выше тем круче линия регрессии, и следовательно, тем более отзывчив на улучшение условий сорт.

Высокопродуктивные сорта - Омская 18, Л.1.55/79-4, Л.30/ 79-7 находятся в верхней части рис. 2, имея высокую урожайность и значительные коэффициенты регрессии, интенсивные сорта расположены несколько вьие средней по опыту. Сорта, показавшие себя в данном наборе как экстенсивные и полуинтенсивные, находятся внизу и имеют более пологие линии рег-р->ссч'.1 (Мильтурул ^53, Омская 9, Омская II). Сортосмесь

УРОЖАЙНОСТЬ, ц/>А

г ЦйлцннАягб 5 СаратоьскГаЗ 29

4 САРАтое>.29+Омйкдя 1Т

5 Омская \7

6 Омск'ая 17(*-р.срр)

7 Омскля 19 в ммльтурум 553 9 Омская 9 Ю Ом^^яЯ "11

10

11 Цвлимнля го

12 Омская <8

13 Лют. 2/76-454 \к Лют. 192/76-3 15 Л ют. 192/78-15 1бЛют. 155/79-4

17 /I ют. 20/78 "б

18 Лют. Ъо/79 -7

19 Ал мдЗ 50 А п ТА йкя

-ю

-5

индексы

О

условий

5

ц,/сА

15"

Рис. 2 Линии регрессии урогкаинасти сортов, провой пшеница на изменение усло&нн ВыРА1Циьдния

находится в районе средней по опыту и имеет стабильные характеристики.

Для высокоэффективной селекции на адаптивность важное значение приобретает выявление направления и сопряженность связи урожайности с ее элементами. Наиболее тесная связь отмечена между урожайностью и такими признаками, как плотность продуктивного стеблестоя, выживаемость, кустистость продуктивная, продуктивность колоса и растения (рис. 3). Величина коэффициента регрессии находится в пределах 0,53-0,67. Длина верхнего междоузлия и масса 1000 зерен связана с урожайностью средней положительной зависимостью (■£ = 0,33-0,41). Таким образом в условиях южной лесостепи Западной Сибири определяющая роль в формировании урожайности принадлежит таким признакам, как плотность продуктивного стеблестоя, выживаемость, кустистость продуктивная, продуктивность колоса и растения, масса 1000 зерен.

При создании сорта достичь всего желаемого практически невозможно, так как максимальная выраженность приводит к пониженной приспособленности. В связи с этим, главное внимание при выведении сортов должно уделяться широкой гомеостатич-ности признаков, ответственных за урожай.

Связь параметров экологической пластичности между собой, а также с урожайность» и другими признаками имеет противоречивый характер (Э.Г.Иваненко и др., 1978; А.К.Лешенко, В.Г.Михайлов, 1975; В.А.Сапега, 1984).

Наблюдается полная сопоставимость параметров, полученных по Эберхарту и Расселу,с данными по Таю (т =1, табл. 3); высокая положительная связь урожайности с показателем гомео-статичности Нот и показателями пластичности ( ко(); отрицательная связь коэффициента вариации V С Нот. Наличие слабой связи между параметрами пластичности и стабильности говорит о сложности совмещения в одном генотипе высокой отзывчивости и стабильности.

При селекции на адаптивность важно знать сопряженность хозяйственно-цениих признаков с параметрами пластичности. В наших исследованиях отмечена положительная достоверная связь Нот с такими признаками, как плотность продуктивного стеблестоя, выживаемость, длина верхнего междоузлия, продуктивность колоса и масса 1000 зерен (ъ = 0,49-0,87), а

Овознлчеииа:

- высокая положительная корреляция

----слабая то же то же

■ аысокдя отрицательная п

1 Урожайность

2 плотность продуктивного

стеблестоя

3 выживаемость

л высотд рдйтеннй

$ кустистость продуктиьн.

7 ЧИСЛО колосков в колосе е-число зерен ь колосе 9 продуктивность колоса Юпродуктивность рдстёния

Здлинл верхнего междоузлия к млсея юоо зерен

Рис. 3 Связь урождиности н экологически значимых признаков > 1985- 1987

также с плотностью продуктивного стеблестоя, длиной

верхнего междоузлия, шелом колосков в колосе,' продуктивностью растения и массой 1000 зерен ( X = 0,44-0,76; табл. 4).

Нами рассчитана- сопряженность связей между урожайностью и экологическими параметрами признаков. Отзывчивость тэтах признаков, как плотность продуктивного стеблестоя, длина верхнего междоузлия, кустистость продуктивная, продуктивность колоса и растения полооттельно влияют на уровень урожайности. Стабильность большинства признаков связана отрицательной зависимостью с урожайностью.

Таблица 3

Связь урожайности с экологическими параметрами, 19851987 гг.

Параметр

} Коэффициент корреляции !" ' Нот! ¿1_I ? (^«П X

Урожайность (х) Коэффициент вариаши

Показатель гомеоста-тичноети ( Нот )

Отклик генотипа ( )

То же '(©<!. )

Стабиль^о^т^ генотипа

То же ( к )

■0,15 0,73х 0,72х 0,72х 0,03 0,02

-0,55х 0,68х 0,67х 0,1 0,05

0,12 0,3 -0,04 -0,03 0,99х-0,18 -0,19

-0,18 -0,2 0,99х

х Существенно при 05

Таблица 4

Связь биологически ценных признаков с параметрами пластичности, 1985-1987 гг.

Признак

Т Коэффициент корреляции с

! Г

параметрами

н,

от |

Плотность продуктивного стеблестоя

Выживаемость растении Высота растений Длина верхнего междоузлия Кустистость продуктивная Чиста колосков в колосе Число зерен в колосе Продуктивность колоса Продуктивность растений Масса 1000 зерен

-0,58х -0,46х 0,10 -0,27 0,39 0,06 0,10 0,19 0,17 -0,10

0,87х 0,65х 0,27 0,49х -0,13 0,28 0,42 0,55х 0,38 0,52х

0,44х -0,42* 0,23 0,76х 0,02 0,73х 0,11 -0,10 0,38 0,44х

0,02 -0,26 0,17 0,36 -0,12 -0,38 -0,12 0,13 0,05 0,32

Существенно ной 1 05

х

3. Эффективность использования параметров экологической пластичности при селекции на адаптивность

ЦК

Наглядность применения метод^Эберхарта, Рассела и Тая можно проследить на примере нового сорта лаборатории селекции мягкой яровой пшеницы СибНИИСХоза Омская 20.

Сорт Омская 20 выведен путем гибридизации сорта Иртыиан-ка 10 с гибридом Грекум 114 х Кавказ и последующим индивидуальным отбором из Р2.

В своей родословной сорт восходит к стародавним и местным сортам западно- и восточно-сибирского, поволжского экотипов.

Преимущество нового сорта перед районированными аналогичного типа спелости составляет по разным срокам и фонам от 3,1 до 11,1 п/га.

Проведенный дисперсионный анализ выявив высокую степень влияния фактора "годы" - 82,6%.

Расчет экологической пластичности проведен по двум методикам. Из всего набора изучаемых сортов наиболее отзывчивыми на изменение уровня урожайности в различных условиях оказались сорта Омская 18, Диас 2, Омская 20 и Иртышанка 10, имеющие

Графическое изображение сортов по Таю в координатной плоскости относительно друг друга, параболы и линии доверия позволяет разложить исходные сорта'на группы по экологической пластичности и выделить наиболее ценные формы (рис.А ).

Большинство сортов находится внутри параболы, в районе А, характеризуясь тем самым как среднепластичные. В районе С находятся два сорта Диас 2 и Иртышанка 10, причем последний расположен слева от линии доверительного интервала и потому считается стабильным. Сорта Омская 20, Саратовская 29, Омская 17, Омская 19 и Целинная 26 по той же причине могут быть причислены к стабильным. Остальные сорта имеют высокие показатели А .

Наиболее адаптивными сортами, способными сочетать высокую урожайность и устойчивость к неблагоприятным экологическим сдвигам можно считать в данной выборке сорта Иртышанка 10 и Омская 20.

С целью эффективного создания селекционного материала, . приспособленного к местным экологическим условиям, становится необходимой экологическая проработка и оценка на адаптивность

035 О.Ъ 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05

о

-0.05 -0.1-0.15 -о,г-

-025 -0,31

ОьоьнАчеина: I Саратовская ¿9 7 Сиблкоьокдя 3

2 Новосибирская 67

ЬЦрТЫШАИКД 10 А Омская I?

5 Омская 19

6 Целинная 26

А Смекгяя 22

9 Диво 2

10 Омская 9 И Ом скяя 18

Омская 20

Рис.4. Рлепредсление сортов яровой пшеницы НА группы : по пл дстичности и сга бмльностц

исходного и перспективного материала, так как успех получения лучших генотипов основан на удачном подборе пар родительских компонентов для гибридизации (И.В.Мичурин, 1948; Х.Пмальп, 1973; А.Ф.Мережко, 1989).

При подборе пар для скрещивания на основе параметров экологической пластичности нами получен разнообразный гибридный материал. Комбинация 309/85 ( Сагро х •.£) п 1 а 66\полученная по схеле:"высокая х высокая экопластичность"?оказалась наиболее удачной. Линии Эр.309/85-17 и Альб.309/85-43, допершие до конкурсного испытания, отличались высокими показателями по многим признек&ч и неоднократно использовались в качество родительских форм в различных селекционных программах. С их участием получено 76 гибридных комбинаций, многие из которых сейчас находятся в различных селекционных питомниках.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Исследования экологической пластичности сортов и гибридов яровой пшеницы, провед>енные в 1985-1987 гг., а также в 19881990 гг. позволили сделать следующие выводы.

1. Характер наследования гибридных популяций Р1, Р2 показал различную вариацию признаков. По большинству количественных признаков наследование гибридов Р1 идет по типу сверхдоминирования и промежуточного наследования и зависит от исследуемого признака, комбинации скрещивания и специфики экологических условий. Устойчивый характер наследования отмечен в контрастные горы по комбинациям с участием Иртысац-ки 10 и Л.37/76-1. По признакам:длина верхнего междоузлия, площадь верхних листьев, высота растгнчй^наследование было относительно устойчивым.

2. По большинству признаков наблюдается высокая наследуемость., увеличивающаяся в благоприятные горы. Устойчивый характер наследуемости отмечалея по признакам: длина верхнего междоузлия, высота растения, вдело колосков в колосе, продуктивность полоса.

3. Факториальный анализ в гибридных популяциях покапал наличие значительного влияния фактора средн. Наиболее часто этот фактор был в пределах 75-90?'. Значительное влияние по взаимодействии факторов отмечено у гибрлпов Р1 (10,5;?), а наименьпее - у сортов и гибридов Р2 (0,7 и 0,9*0.

4. Высокий уровень гетерозиготности (Р1) растения пшеницы чаще менее пластичен и стабилен, несмотря на проявление по многим признака:,1 и комбинациям адаптиг юго гетерозиса. > В популяции за счет определенных различий в структуре генотипов сохраняется в какой-то мере устойчивое равновесиоесос-тояние и поэтому сегрегирующие популяции Р2 проявляют большую гомео^татичность и меньший размах варьирования при высоких значениях среднего. Сорта - гомозиготы узкоспециализированы, сегрегирующие популяши более гомеостатичны и шире приспособлены к разнообразии факторов.

'5. Изучение корреляционных связей у сортов и гибридных популяций не выявило четкой границы между генотипами. Корреляции высоки как у Р1? Р2, так и у сортов, причем у последних они устойчивее. Влияние экологических условий на корреляцию между признаками более значительно у гибридов Р1.

6. В экологическом опыте с сортами по результатам дисперсионного анализа трехфакторного опыта значительное влияние на изменчивость признака урржайности привносили факторы "годы", "сроки" и их взаимодействие (45,4; 46,3 и 1,8% соответственно).

7. В результате анализа 20-ти сортов по параметрам пластичности наибольшую селекционную, ценность имеют сорта Л.30/79-7, Л.155/79-4 и Омская 19, .совмещающие в своем генотипе высокие показатели урожайности, отзывчивости и гомеостатичности.

8. Сортосмесь в опыте по уровню стабильности и гомеостатичности характеризовал .сь величинами выше средних.

9. Коэффициенты корреляции свидетельствуют о высокой положительной связи урожайности с Мот , , и о сложности совмещения в одном генотипе выокой отзывчивости и стабильности.

10. В условиях шсной лесостепи Западной Сибири определяющуг роль в формировании урожайности играют такие признаки, как плотность продуктивного стеблестоя, выживаемость, кустистость продуктивная, продуктивность колоса и растения, масса 1000 зерен. Связь урожайности с ними положительная (х =

О,41-й,67).

Г' С учетом экологической оценки каждого количественного признака к пластичным относятся: кустистость продуктивная, плотность продуктивного стеблестоя, число зерен в колосе, продуктивность колоса и растения. В группу стабильных попа-

дают: выживаемость, высота растения, число колосков в колосе, длина верхнего междоузлия. Признак'масса 1000 зерен в данном опыте занимает промежуточное положение, характеризуясь средними параметрами йластичности и стабильности.

12. Связь между такими признаками, как выживаемость, длина верхнего междоузлия, продуктивность колоса, масса 1000 зерен и плотность продуктивного стеблестоя с параметрами Нот,

и находится на уровне средней и высокой. .

13. Вовлечение в гибридизацию коллекционного и перспективного селекционного материала с известными параметрами пластичности позволяет уже на ранних этапах селекции проводить браковку и исключать из скрещивания малоперспективные форды.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВУ

1. В конкретных климатических условиях юга Западной Сибири является необходи&м:

- определение степени адаптивности сортов до их регистрации;

- возделывание нескольких сортов с различной степенью адаптивности;

- главное внимание уделять параметру стабильности и гомео-статичности, так как основным является не способность формировать признак в оптимальных условиях, а возможность высокой реализации в экстремальных условиях.

2. Необходимыми условиями определения сортов на экологическую адаптивность должны быть:

- испытание в контрастных условиях (оптимальный и лимитирующий фоны); ■

- идентичный набор сортов на протяжении всего эксперимента;

- длительность эксперимента (не менее трех лат).

3. Методы, использованные для расчета экологической адапу тивности, сопоставит между собой. Предпочтительнее изучать адаптивность сортов методом Дк.Тая ( &..С.С. , 1974) в'п.ду большей его информативности и наглядности.

4. Вследствие значительного влияния на урожайность и другие признаки факторов "годы" и "сроки" рекомендуется проводить изучение сортов в течение хотя бн двух контрастных лет и не менее трех сроков посева.

5. Лто селс-кшш на пониженную продуктивность и адаптирносТь

в качестве исходного материала рекомендуется использовать сорта, сочетающие значительную выраженность признака с высокими параметрами пластичности и стабильности:

- по плотности продуктивного стеблестоя - Омская 19, Омская 17;

- по выживаемости - Омская 19, Саратовская 29;

- по кустистости продуктивной - Опекой 17;

- по продуктивности- колоса - Омская 18, Л.30/79-7;

- по массе 1000 зерен - Л.30/79-7, Л.192/78-3.

6. Вовлекать в габридизашо формы с известной степенью адаптивности и отзывчивости.

7. Для увеличения и стабилизации производства зерна яровой мягкой пшеницы расширить применение и внедрение высокопродуктивного, засухоустойчивого, пригодного для интенсивных технологий сорта яровой мягкой пшеницы Омская 20.

Список работ, опубликованиях по тема диссертация

1. Экологическая пластичность сортов яровой пшеницы в условиях южной лесостепи// Научн. -техн. бвл. / СибНИЙСХ. -1989. - Вып.5-6. - С.3-13. (в соавторстве с В.А.Зыкиным).

2. Основы селекции яровой мягкой пшеницы на адаптивность и ее результаты// Селекшя и семеноводство. - 1993. - № 3. -С.27-31 (в соавторстве с В.А.Знкиным).

3. Авторское свидетельство (№ 9100695) на сорт яровой пшеницы Омская 20 (доля авторства 5%).

4. Эффективность использования параметров экологической пластичности в селекции на адаптивность (в печати).

Подписано к печати 11.03.94. Формат 60x84.1/16. Бум.тип. И 3. Печать офсетная. Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 65.

Картаяитография Омского СХИ, Омск-Ь, Сибаковская, 4