Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исходный материал для селекции озимой ржи на продуктивность и качество зерна в Среднем Поволжье

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Бишарев, Алексей Александрович

Введение.

1. Аналитический обзор.

2. Условия, материал и методика проведения исследований.

2.1. Агроклиматические условия.

2.2. Исходный материал и методика исследований.

3. Хозяйственно-биологические свойства исходного материала озимой ржи.

3.1. Вегетационный период.

3.2. Зимостойкость.

3.3. Устойчивость к полеганию.

3.4. Устойчивость к болезням.

3.5. Формирование структуры урожая в условиях Среднего Поволжья

3.6. Технологические и биохимические качества зерна озимой ржи

3.7. Оценка исходного материала на устойчивость к абиотическим факторам.

3.8. Сопряженность хозяйственно-ценных признаков сортов озимой ржи в условиях Среднего Поволжья.

4. Наследование и формообразовательные процессы по элементам продуктивности и качеству зерна в гибридных популяциях.

4.1. Наследование элементов продуктивности и качества зерна гибридами Fi.

4.2. Формообразовательные процессы по элементам продуктивности и качеству зерна у гибридов в F2.

5. Селекционная оценка и сопряженность хозяйственно-ценных признаков в гибридных популяциях третьего поколения.

5.1. Характеристика по хозяйственно-ценным признакам гибридных популяций в Fs.

5.2. Сравнительная характеристика изменчивости качества зерна гибридных популяций третьего поколения.

5.3. Корреляционная связь хозяйственно-ценных признаков в гибридах F3.

6. Вклад автора в итоги селекционной работы по озимой ржи в Самарском

НИИСХ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Исходный материал для селекции озимой ржи на продуктивность и качество зерна в Среднем Поволжье"

Актуальность проблемы. В настоящее время происходит неоправданное' сокращение посевных площадей под озимую рожь. Это приводит в целом к снижению валового сбора зерна всех зерновых культур, что подтвердилось в сильно засушливом 1998 году. Озимая рожь обладает рядом преимуществ по сравнению с другими зерновыми культурами. Это высокая урожайность, зимо- и засухоустойчивость, что гарантированно обеспечивает получение высоких валовых сборов зерна, особенно в районах с суровыми климатическими условиями. В связи с чем она по праву считается страховой культурой.

Как отмечено в докладах А. А. Гончаренко (2000, 2003), на Всероссийском научно-методическом совещании в Самаре и Международной научно-практической конференции в Кирове, в последние годы встает вопрос о диверсификации сортов озимой ржи, то есть расширение ассортимента сортов пригодных не только для хлебопечения, но и для использования на корм животным, приготовления комбикормов, крахмала, спирта.

Сорта должны иметь высокую продуктивность в сочетании со стабильным формированием качества зерна. Районированные сорта озимой ржи в условиях Среднего Поволжья не всегда отвечают этим требованиям. Так сорта Безенчукская 87, Антарес, Саратовская 6, Саратовская 7 в отдельные годы при влажной погоде в период уборки снижают качество зерна. А относительно устойчивые сорта к прорастанию зерна в колосе Татарская 1, Эстафета Татарстана, Чулпан в засушливые годы резко снижают урожайность. Следовательно, изучение коллекционного материала с целью создания новых продуктивных сортов с высоким качеством зерна в условиях Среднего Поволжья является актуальным.

Цель и задачи исследований. Цель исследований заключалась в изучении и создании исходного материала для селекции продуктивных и высококачественных сортов озимой ржи в Среднем Поволжье. В ходе исследований решались следующие задачи:

- изучить исходный материал мирового генофонда и выявить ценные источники признаков для решения проблем селекции на продуктивность и качество зерна;

- выявить закономерности наследования и изменчивости элементов продуктивности и признаков качества зерна у гибридов Fi, F2, F3 при межсортовых скрещиваниях;

- создать, на основе выделившегося исходного материала, новый высокопродуктивный селекционный материал с высоким качеством зерна.

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Поволжья изучены новейшие сортообразцы из мирового генофонда по комплексу признаков и свойств, применительно к задачам селекции. Выделены источники продуктивности, адаптивности, повышенной массовой долей белка в зерне и доноры низкой активности а-амилазы. Лучшие сорта включены в селекционный ' процесс. Получены перспективные гибридные популяции сочетающие в одном генотипе высокую продуктивность и качество зерна. Выявлены закономерности наследования и изменчивости количественных признаков в Fi, F2, F3.

Практическая ценность работы. В результате проведенных исследований выявлен ценный исходный материал для селекции озимой ржи в Среднем Поволжье. Созданы перспективные гибридные популяции. Переданы в 2004 году на Государственное сортоиспытание сорта озимой ржи Роксана и Ольга (доля авторства в каждом сорте 10%)., Основные положения диссертации, выношшые на защиту:

1. Источники продуктивности, качества зерна, адаптивности;

2. Характеристика выделенных сортообразцов озимой ржи по комплексу признаков;

3. Селекционная ценность выделенных источников продуктивности и доноров качества зерна;

4. Корреляционные взаимосвязи количественных признаков;

5. Характеристика перспективных для селекции в Среднем Поволжье гибридных популяций F3 и новых сортов озимой ржи, переданных на Государственное сортоиспытание.

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Бишарев, Алексей Александрович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. В результате изучения коллекции ВНИИР в условиях Среднего Поволжья выделен ряд ценных образцов озимой ржи: по продуктивной кустистости Фаленская 4, Dankowskie Zlote; по числу зерен в колосе Безенчукская 87, Фаленская 4, Dankowskie Zlote; по массе зерна с колоса Безенчукская 87, Саратовская 6, Альфа; по массе 1000 зерен Безенчукская 87, Саратовская 6; по комплексу признаков продуктивности Безенчукская 87и Саратовская 6; по низкой активности углеводно-амилазного комплекса Безенчукская 88, Otello 3 (HI), Альфа, Фаленская 4; по содержанию белка в зерне Horton, Madar.

2. Наиболее высокая стабильность и гомеостатичность массы зерна с 1 м2 и массы 1000 зерен у сортов степного экотипа Безенчукская 87, Саратовская 6. По углеводно-амилазному комплексу повышенная адаптивность у сортов Безенчукская 88, Альфа, Otello 3 (HI), Фаленская 4. Высокими показателями стабильности и гомео статичности по содержанию белка в зерне характеризовались Horton, Otello 3 (HI).

3. На основе проведенного путевого анализа установлено, что в зоне Среднего Поволжья следует считать селекционно-значимыми признаки озимой ржи: продуктивную кустистость, массу зерна с колоса и массу 1000 зерен.

4. Элементы продуктивности озимой ржи в Fi в большинстве комбинаций наследовались промежуточно. В гибридных комбинациях Безенчукская 87 х Otello 3 (HI) и Саратовская 6 х Dankowskie Zlote по комплексу элементов структуры урожая проявился гетерозис. По отдельным элементам продуктивности в 11 комбинациях отмечена депрессия. Низкая активность а-амилазы у большинства комбинаций (53,8%) наследовалась промежуточно, доминирование и сверхдоминирование отмечено в 23,1% гибридных комбинаций. Независимое наследование элементов структуры урожая и качества зерна свидетельствует о сложной генетической природе этих признаков и возможностях комбинационной селекции.

5. В гибридах второго поколения с участием доноров низкой активности а-амилазы: Otello 3 (HI), Альфа, Безенчукская 88 наибольший интерес представляют потомства растений материнского родителя с высотой 110-120 см, сочетающие в своем генотипе высокую продуктивность колоса и качество зерна.

6. В группе растений фенотипически идентичных отцовскому родителю, где наблюдался селекционный эффект устойчивости к прорастанию зерна («число падения» от 156 до 193 сек.), были низкие показатели по массе 1000 зерен (22,3-23,8 г).

7. Анализ гибридных популяций третьего поколения показал, что интегральные признаки продуктивности и признаки качества зерна сохраняются в группе потомств материнского родителя комбинаций Безенчукская 87 х Otello 3 (HI), в группе потомств растений материнского и отцовского родителей лучшие показатели отмечены в комбинациях Саратовская 6 х Безенчукская 88, Безенчукская 87 х Альфа и Саратовская 6 х Альфа.

8. В гибридных популяциях Бз Саратовская 6 х Безенчукская 88, Безенчукская 87 х Альфа и Саратовская 6 х Альфа выявлены формы с положительной трансгрессией показателя активности а-амилазы.

9. В Бз обнаружена слабая и средняя взаимосвязь между активностью а-амилазы и массой 1000 зерен (г=-0,048. .0,385) в гибридных популяциях, что дает возможность совмещать в одном генотипе высокие показатели продуктивности и качества зерна.

10. Установлены параметры растений в гибридных популяциях для условий Среднего Поволжья: высота растений 100-120см, масса 1000 зерен 31-44 г, «число падения» 146-222 сек.

11. Созданы и переданы на Государственное сортоиспытание в 2004 году сорта озимой ржи Роксана и Ольга.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Предлагается использовать в Среднем Поволжье доноры низкой активности а-амилазы: Otello 3 (HI), Альфа, Безенчукская 88 в селекционном процессе, что позволит создать высококачественные сорта, отвечающие требованиям современного производства. В качестве материнских форм для гибридизации с донорами качества зерна следует использовать районированные высокопродуктивные сорта.

2. Отбор крупнозерных форм с высоким качеством рекомендуется проводить в разреженных посевах гибридных комбинаций второго и третьего поколения.

3. Гибридные комбинации Саратовская 6 х Безенчукская 88, Безенчукская 87 х Альфа, Саратовская 6 х Альфа, Безенчукская 87 х Otello 3 (HI) рекомендуются для испытания и формирования на их основе сортов озимой ржи.

4. Новые сорта озимой ржи Роксана и Ольга, переданные на Государственное сортоиспытание, изучить в производственных условиях.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Бишарев, Алексей Александрович, Саратов

1. Аналитическая записка о состоянии, тенденциях производства и использования зерна в Самарской области в 1994-2001 гг. Самара, 2001.-21 с.

2. Андреев Н.Р. Научное обеспечение комплексной переработки ржи на крахмал, корма и спирт // Хранение и переработка сельхозсырья. -1999.-№ 1.-С. 28-29.

3. Аникеева Л.А., Фурсов О.В., Дарканбаев Т.Б. Некоторые свойства крахмальных гранул зерна пшеницы // Прикладная биохимия и микробиология. 1979. - Т. 15. - Вып. 2. - С. 173-178.

4. Асташина С.И. Генетико-селекционное изучение сортов и гибридов озимой ржи в условиях Южной лесостепи Западной Сибири // Автореф. дис. . канд. с.-х. наук. Омск, 2001. - 16 с.

5. Бамбышев У.С., Валеев А.З. Селекция и семеноводство озимой ржи в НИИСХ Юго-Востока. Саратов, 2001. - 73 с.

6. Бамбышев У.С., Курдюков Ю.Ф., Азизов З.М. и др. Технология возделывания озимой ржи: Рекомендации. Саратов, 1999. - 16 с.

7. Бамбышев У.С., Нуждина Н.Н., Ковалева А.Н. Рожь в Поволжье, селекция засухоустойчивых сортов // Новые методы селекции озимых колосовых культур. Уфа, 2001. — С. 99-107.

8. Баранов А.А., Гимадеева Л.С., Пугач Н.Г. Пути создания источников устойчивости озимой ржи к прорастанию зерна в колосе // Селекция и семеноводство с.-х. культур в Северо-Западной зоне: Сб. науч. тр. Северо-Западного НИИСХ. Л., 1979. - С. 18-23.

9. Бебякин В.М. Информативность показателей качества зерна озимой ржи в связи с селекцией // Доклады ВАСХНИЛ. 1984. - № 2. — С. 9-11.

10. Бебякин В.М., Кедрова Л.И., Прокофьева А.В. Комбинационная ценность сортов озимой ржи по признакам качества зерна //Сибирский вестник с.-х. науки. 1998. - № 3-4. - С. 33-37.

11. Бебякин В.М., Кедрова Л.И., Смирнова Н.И. Комбинационная ценность сортов озимой ржи по признакам качества зерна // Сб. науч. трудов: «К 100-летию Вятской с.-х. опытной станции. Киров, 1995. -С. 198-204.

12. Белугина Н.О. Высокопродуктивные сорта озимой ржи на Северо-Западе России // Озимая рожь: Селекция, семеноводство, технологии и переработка: Материалы Международной научно-практической конференции. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2003. - С. 77-79.

13. Берг Р.Л. Корреляционные плеяды и стабилизирующий отбор // Применение математических методов в биологии. Л., 1964. - Сб. 3. -С. 23-60.

14. Беркутова Н.С. К методике оценки устойчивости селекционного материала озимой ржи к прорастанию зерна в колосе. Результаты изучения разных методов // Селекция и семеноводство. 1980. - № 6. -С. 23-24.

15. Беркутова Н.С., Ампилогова Л.Ф. Изучение автолитической активности зерна сортов озимой ржи в процессе созревания // Селекционно-генетические исследования при выведении новых сортов для Нечерноземья. М., 1983.-С. 175-181.

16. Беркутова Н.С., Буко О.А. Повысить качество зерна ржи // Селекция и семеноводство. 1980. - № 9. - С.14-16.

17. Беркутова Н.С., Буко О.А. Оценка и отбор зерновых культур на устойчивость к прорастанию в колосе. М., 1982. - 55 с.

18. Бирюкович Т.В., Урбан Э.П. Селекция озимой ржи на устойчивость к снежной плесени // Озимая рожь: Селекция, семеноводство, технологии и переработка: Материалы Международной научно-практической конференции. Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2003. -С. 105-107.

19. Бороевич С. Принципы и методы селекции растений. М.: Колос, 1984.-344 с.

20. Бушук В., Кэмпбел У.П., Древе Э. и др. Рожь. Производство, химия и технология. М., 1980. - 247 с.

21. Вольски Т., Петрусяк А. Селекция ржи на качество (Материалы симпозиумаЕУКАРПИА). Л., 1990.-С. 120-125.

22. Гимадеева JI.C. Создание исходного материала озимой ржи для селекции на качество зерна // Автореф. дис. . канд. с.-х. наук. -Ленинград Пушкин, 1982. - 16 с.

23. Голенков В.Ф., Толчинская Е.С., Жильцова Т.Е. Изменение особенностей клейковины ржи в зависимости от места произрастания // Вестник с.-х. науки. 1965. - № 5. - С. 14-17.

24. Голенков В.Ф., Толчинская Е.С., Жильцова Т.Е. Биохимическая характеристика некоторых сортов ржи // Труды ВНИИЗ. М., 1963. -Вып. 43. - С. 20-22.

25. Голубева А.П. Об оценке свойств устойчивости растений озимой ржи к полеганию // Сб. науч. тр. Белорусского НИИ земледелия. 1981. — Вып. 24.-С. 33-37.

26. Гончаренко А.А. Нужны новые сорта // Российские семена. 1993. -Вып. 1.-С. 24-25.

27. Гончаренко А.А. Пути повышения адаптивного потенциала сортов озимой ржи в Нечерноземной зоне (Съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров (ВОГИС)), Саратов, 20-25 дек. 1994 // Генетика. 1994. - № 30., прил. - С. 32-33.

28. Гончаренко А.А. Новые направления в селекции озимой ржи на качество зерна // Современные аспекты адаптивного земледелия. -Йошкар-Ола, 1998. С. 35-40.

29. Гончаренко А.А. Современное состояние, проблемы и направления исследований по селекции озимой ржи в РФ // Вопросы селекции, семеноводства и технологии возделывания озимой ржи в России /

30. Тезисы докладов Всероссийского научно-методического совещания. -Самара, 2000.-С. 1-5.

31. Гончаренко А.А. Новые направления селекции озимой ржи на качество зерна // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2000.-№ 5. - С. 37-39.

32. Гончаренко А.А. Производство и селекция озимой ржи в РФ // Озимая рожь: Селекция, семеноводство, технологии и переработка: Материалы Международной научно-практической конференции. -Киров: НИИСХ Северо-Востока, 2003. С. 16-25.

33. Гончаренко А.А., Беркутова Н.С., Тимошенко А.С. Сравнительная оценка сортов зерна озимой ржи по различным показателям качества зерна // Доклады Российской академии с.-х. наук. 2002. - № 5. -С. 3-7.

34. Гончаренко А.А., Ермаков С.А. и др. Селекция озимой ржи на качество зерна // Доклады Российской академии с.-х. наук. 1995. - № 5.-С. 9-11.

35. Гончаренко А.А. и др. Селекция озимой ржи на устойчивость к прорастанию зерна в колосе // Селекция и семеноводство. 1986. - № 5.-С. 19-22.

36. Гордей И.А., Гордей Г.М. О селекционно-генетическом повышении продуктивности колоса пшеницы, ржи и тритикале в условиях Белоруссии // Сельскохозяйственная биология. 1984. - № 10. -С. 41-44.

37. Гуляев Г.В. Эколого-генетические принципы селекции растений // Практические задачи генетики в сельском хозяйстве. М., Наука, 1971.-С. 46-48.

38. Данович К.Н., Соболев A.M., Жданова Л.П. и др. Физиология семян. -М.: Наука, 1982.-317 с.44