Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Исходный материал для селекции ячменя промежуточного типа развития на Северном Кавказе

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Исходный материал для селекции ячменя промежуточного типа развития на Северном Кавказе"

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИСОЩОЗАТЕЛЬСгСЙ ШСТШТ РИСА

На правах рукописи

ЛУКОГ.ЕЦ ВЯЧЕСЛАВ ШХАЙДШШ

Ш 631.527:633.15(470.6)

ИСХОДНЫЙ ГЛАТЗШАЛ ДЛЯ СЕДЖ15И ЯЧГЛЕНЯ ' ПРОМЕЖУТОЧНОГО ТИПА РАЗВИТИЯ' НА • СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ

06.01.05 - селекция и семеноводство

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар 1994

Диссертационная работа выполнена в Краснодарском ордене Ленина к ордене Трудового Красного Знашпи научно-исследоза-тельскогл институте сельского хозяйства имени И.П.ЛУКЬЯНЕИКО.

Научные руководители - академик' РАСХН.доктор оельскохозя;:стэешпп

наук ШЕВЦОВ 3.1.1.

- кандидат сельскохозяйственных наук ЗАСШКОВ П.П.

Официальные оппоненты - доктор сельскохозяйственных -наук

АПРОД А.'Л.

- кандидат сельскохозяйственных наук, додент ЕАРЧУКОЗА А.Я.

Зедуцее предприятие - Краснодарский сельскохозяйственный

биотехнически:; центр.

Защита состоится "Э/ " fUdjtmСЯ ISS4 г. в У О час. на заседсшп специализированного соизта 1С G2o.G3.0I во Всероссийском научно-псследоватольско;.-: институте риса по адресу: 3532С4, г.Крссяодар, п.Белозернн.:.

С дассертздиеп козпо ознакомиться а научной библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института риса.

Автореферат разослан "_"_ 1994 г.

jhgih;.. се.тоетата слэпиилпе::-,спайного совета,

пандлдат биологических наук- . ¿.П. Сооочилсиая

сещя работы

Актуальность исследований. Производство зерна является Еедушей отраслью сельскохозяйственного производства, которая удое-летворяет потребности населения в продовольствии, обеспечивает промышленность сырьем, а хавотноводство - кормами. Одно'"- из главных: зерновых культур наше:" страны является ячмень. Его удельны:; вес среди основных зерносТурэжных культур.составляет СО-75 7. (Троцииовская А.Я., 1977).

Большой интерес отечественная и зарубежная наука проявляет к ячменю промежуточного типа развития. Он обусловлен тем,что в некоторых зонах возделывания озимого ячменя сортп-двуручк; оказывались более продуктивными, чем сорта озимого типп развития, п занимал! основные производственные площади (Северный Кавказ, ьЬл- • давия,-Украина, Средняя Азия).Даже когда в процессе селекционно": работы создавались озимые сорта,более продуктивные, чем двуручки, последние не исключались из списка районированных сортов, сто связано с тем, что у них есть ванное, с хозяйственно:"' точки зрения, преимущество, вытекающее из биологии развития: при гибели посевов в осенне-зимний период можно быстро восстановить посевные плогада, проведя пересев семенами этого же сорта, а урожай зерна весеннего посева в тот же год использовать для по-^ сева осенью.

В настоящее время е Краснодарском крае районирован сорт-

цвуручка Новатор, котори": уступает по продуктивности новым о зим ну

/

эртаы Вавилон.Радикал,Скороход,Редут,Бастион. Поэтому большую зктуальность приобрело направление селекции на создание нового '-Сходного материала для селекции сортов промежуточного типа гзк;т;:я г ссгтпие па его основе йоенх сортоЕ-двуручек.

Цель и задачи исследований. Б работе ставилась цель - изучить полиморфизм высокопродуктивных линий и селекдаонно генетический потенциал ячменя промежуточного типа развития и на этой основе создать исходный материал, приспособленный к условиям Сёворното Кавказа..

В задачи исследований входило: -'•

. - изучить коллекционные образцы по типу развития и выделить наиболее ценные -из них по важнейшим селекпионныы признакам для создания новых линий ячменя; '

-определить возможности метода химического мутагенеза в. создании селекционно-ценных ыутантных $орм-двуручек;

- изучить особенности метода внутривидовой гибридизации при работе с сортами-двуручками;

' -'разработать эффективные способыъ отбора генотипов-двуру-чек;

■ - определить влияние услоеий выращивания на популяции дауру-чек ячменя; • •

- изучить особенности онтогенеза двуручек ячменя,е различных условиях произрастания'; ' •

- изучить влияние услошй выращивания на посевные и уро-пайнне качества семян сортрв-двуручек;

'-яыделить новые линии- двуручки,. перспективные -по ряду хозяйственно-цешшх признаков.

Нпучная новизпп и практическая значимость проведенных исследований заключается в следующем:

- изучены особенности'онтогенеза различных по типу развития сортов' ячменя е осанне-зиынйй пёриод;

- определено влг.янде условий, произрастания на морйо-био-^огпческ:е пщзнаки сортов-двуручек;

- выделаны сортообразцы озимого я промежуточного по типу развития ячменя с необходшыви признаками длн селакции по выбранному направлению;

- определены гены типа развития у новых сортов-двуручек Янус и Се1фет;

- показана высокая эффективность химического мутагенеза в создании ценного селекционного материала промежуточного типа развития;

- созданы новые сорта-двуручки Янус и Секрет и высокоурожайна линии КНИИСХ 328, КНИИСХ 341, КШШСХ 342, КНИИСХ 343, КНИИСХ 344, превышающие по урожайности районирвванныв сорта.

Адробапия работы. Основные положения диссертации изложены в 7 печатных работах, а также доложены на научных совещаниях по химическому мутагенезу в Институте химической физики (г .Москва) в 1991, 1992 годах, на мвтодичесйой комиссии селекцион-ны£ отделов КНИИСХ.

Объем и структура ддсдяртяг^д, Диосертация состоит из введения, девяти глав, выводов и предложений селекционной практике и производству. Она изложена на 98 страницах машинописного текста, содержит 28 таблиц и 6 рисунков, йшсок ис-зользованной литературы включает 171 наименование, в том числе 10 на иностранных языках.

Условия проведения исследований.материал и методика. 1сследования проводились с 1988 по 1992 год в отделе селек-сии и первичного семеноводатва ячменя Краснодарского НИИСХ м. П.П. Лукьяненко.

Землепользование института расположено в центральной очвенно-климатической зоне Краснодарского 1фая. Почвы пытных полей представлены малогуыусшк средне к сшеьно-вделочвннам чернозема. 3 пахотное: горизонте содержатся

3,5-4,6 % гумуса. Мощность гумусного горизонта достигает двух метров.

Опытные земли института расположены в третьем агроклиматическом районе Краснодарского края. Климат этого района характеризуется умеренным увлакнекием и хорошей теплообеспеченностью. До данным метоопункта КШЙСХ среднегодовая температура воздуха составляет ПД°С, осадков выпадает около 600 мм в год.

3 годы проведения опытов метеорологические условия били различными, что позволило дифференцировать изучаемый материал по вак-нейздм селекционным признакам.

Селекционный питомник озимого ячменя ежегодно состоял из 25-28 тыс. образцов, в том числе и коллекционные образцы, получаемые из ВИР, ИКАРДА (Сирия) .Болгарии, ША и других стран. Объем линий контрольного питомника еаегодно составлял 1300-1800

образцов. Посев производился десятирдцково!; сеялкой ССйК-ТМ, пи-

о

■ рина междурядий 0,10 м, площадь делянки 5-10 ы , стандарт - -через 5 делянок. Дальнейшее изучение,линий провели в предварительном сортоиспытании (¡.ЮИ) и в конкурсном сортоиспытании (КСИ), количество лини2 в ЫСЛ - 800, в КСИ - 40. Площадь делянок. '20 м ; повторность двухкратная, стандарт высевался через 5 номеров. Гибридный материал сеяли в поле вручную по схеме: мать,гибрид, отец. Длина рядков 1,4-1,6 м, меядурядья 0,3 м. Отборы элитных растений проводились в поле из контролируемых популяций.

Обработку семян химическими мутагенами проводили- по методике Института химической физики. Популяции М2 сеяли в контрольном питомнике озимого и ярового ячменя к в течение вегетации вели наблюдение за ростом и развитием растенх:. Ззделенкге ма1фо-иутанты маркировались. Для отбора иорозэсто::хсс му-

й

тантон популяции Щ Енсевалцсь на бетонных стеллаяах и промораживались в морозильных камерах. .

При изучении коллекционного и селекционного материала в различных питомниках использовались следующие инструкции: Методические указания ВИР (1974/1980), Методические указания по изучений мировой коллекция ячменя к овса (1981) , Международный классификатор СЗВ (1983).

Статистическую обработку результатов исследований проводили на основе общепринятых методик с использованием персонального компьютера.

ООдаШНИЕ РАБОТЫ ' '

Биологические особенности ячменя промежуточного типа ра звития , '

По особенностям развития при осеннем и весеннем посеве различают три биологических типа ячменя: яровые, озимме и дву-ручки. Первые возделывают только пр* весеннем посеве, так как при посеве осенью они обычно вымерзают. Озимые ЕоздэдоЕают только при осеннем посеве, так как при посеве весно"; они не выколашиваются. Двур^чю; дают урожай и при осеннем и пта везением посевах (Гарка^кй. П.Ф., 1974; Агаев М.Г., 1977;Федо-?ов А.К., 1983). В природе двуручки обладают'хорошо?": яыялва-шостью, так как при .гибели растений зимой они могут воспроип-юдить себя пр:: весеннем прорастании семян.

Различия биологических' тйпов ячменя связаны с осоЗо^поо'-ггл: х роста и развит:-^, то "есть с особенностями отлогг:'эгг.. Пт.о''.- -V. онтогенеза."лстенш" постоянно прпг.ллка^т пт-/>?'»;.т--;ог

нсследо1?ато.~п. По мнению ПЛ'.^о.'-одм-псмгг1 (1Г-74) "ппуг-'п як:» пгоблш: имеет с'уадамсптальпов .зпяченг "т-м для лз.чг»-• за г. ,,:омолюс:о" гжзнбнт.'х протест-, ;: дл"' гтзгк::**'4-

.чшетодзтпа, где яея деятельность земледельца

направлена на регулирование роста и развития растений в целях получения максимального урожая при высоком качестве продукции".

Онтогенез растений протекает при взаимодействии генотипа и среды. Из абиотических факторов наиболее, ванную роль играет св этовой^и^тош ерату рный. х

Ячмень принадлежит к растениям длинного дня ( Рид Д.А., Бибе Г.А., 1973)^-однако существуют значительные сортовые различия по степени фотопериодической чувствительности (ФПЧ). У двуручек ФПЧ играет важную ^ль в преодолении неблагоприятных условий зимнего перюда. Если озимым формам требуется для перехода от вегетативной фазы к генеративной определенный период яровизации низкими температурами, то у факультативных форы такая потребность' отсутствует. Тормозом их развития осенью становится естественный короткий день (короче 12 часов) (Гар+-кавыйП.Ф., 1974; Линчоеский, А.А., 1990). Характер развития двуручек определяется такке и темпераtypiium рекимом.

Знание биологических особенностей объекта исследований необходимо учитывать'при создании программы и определении ме-• тодое селекции по выбранному направлению. Главными методами селекционной работы с ячменем являются ЕНутр*""!1Довая гибридизация и- экспериментальный мутагенез. Эти метода уке показали свою высокую результативность в создании йысокоурояапЕгнх 50ртов различных культур и еще не исчерпали полностью сеоого генстпческо гр потенциала (Шевцов В.У., 1982).

ШРСЕАЯ КОЛЛЕКЦИЯ КАК ИСТОЧНИК Х03Я!'СТ'231П!О-Ц31Т.:их

' За период иесдодовопг.? изучено 4С0 оЗразг.ог. оз:::.:ого ячменя. На с-язп псточепхш проведено 249 комбина-

ций ckpe:r:"a¡:::.'". ?сиог(.чл::: пэстябгхшл: коллук^юлного ::а-

териала были ВИР ( г. Санкт-Петербург), Международный центр ■ ИКАРДА (-г. Алеппо, .Сирия)ВСГИ (г.Одесса), институт ячменя (г.Карнобат, Болгария). ' -

К сортам-двуручкам предъявляются те же. требования, что и ■ к сортам озимого ячменя, поэтому, любой ценный признак, обнаруженный е коллекционном материале, моаёт быть использован е программе селекпди сортов с альтернативным типом развития.

Наиболее ванными показателями, обеспечивающими, еысокий уровень и стабильность урожайности озимого ячменя в условиях • Северного Кавказа, являются зимостойкость, устойчивость, к полеганию, болезня.1 и засухоустойчивость (Шевцов В.М.,-1982). При изучении коллекции озимого ячменя ставилась цель Бьте.-.г.сь как источники отдояьпгг п-^азяакоЕ,- так и образцы, сочетатаке е одном гейотипе комплекс положителышх'признз"юв, определяющих . продуктивность озимого ячменя в данной экологической1 зоне. 6 года проведения исследований зимы были мягкими к уровень продуктивности озимого ячменя в большей;степени определялся устой-чивостыо к полеганию и болезням. Сорта из различных регионов с низкими показателями морозостойкости по продуктивности незна-/ • чителыю уступали, а в отдельные года были на уровне и вы^е районированных, сортов. В I9S9 году по урожайности выделились Фринета и Обзор, в 1991 году - Соната, Голуа, Резонанс, KT-III4, е 1992 году - Файтер, Эрмо, Экспресс,. Маринка.

Источники еысокой зимо- и морозостойкости были рпделены, из коллекционных образцов, поступиЕших из Северной Америки, Лучпими из них были сорта Dandy, Kerney, Perkins , .которые превысили по этому признаку, самый морозостойкий сорт Радикал. Но все они т.! еят целый ряд отрицательных при знаков, резко снияаших их п;-о.ту ктиг кость: и-згая устоГчнгость г по'ллгяния

и гастостебелъп-г боязням.

Осноепь'с г.сточс;:;-;: устойчивости к листостебельккг! заболеваниям, ЕвделигЕиеся в годы исследовавши, были сортами енропейского происхождения. Это сорта из Англии - Игл, Эрго, ФаКтор; Франции -/Экспресс, Эльдорадо; Бельгии - Нарцисс; Голландии -Маринка. Эти сорта отличаются высоким темпом роста и при сродном уровне плодородия.почвы и при отсутствии полегания показывают высокую продуктивность. Среди них нет источников высокой моро-

I .

зостойнэсти, но некоторые из них не уступают по" этому показателю широко используемому е производстве сорту Бэеилон.

По комплексу изучаемых признаков хорошие результаты пока- . за ли сорта-двуручки европейского происхождения - Фрянета, Роса-ва, Обзор, Трембита, Основа, Тайна. В годы исследований они превосходили по урог^йности районированные сорта-двуручки и озимые сорта.

Изучение коллекционного материала показывает,, что'мировая коллекция по прежнему является источником ценных признаков для селекции ячменя по различным направлениям, е том числе и для создания сортов с промежуточный типом развития.

■ ЭКШЕЕГ.Е-1ТЛШНП МУТАГЕНЕЗ В ШЦУП^РШАПК! Г.17ТА1Р:1!

' ПО ТИПУ РАЗВИТИЯ

Одним из веяхгх (акторов увеличения генетячесгого разно-, обра спя солопс:о.'л!эго ::стгтглс является путадпбнпая изменчивость, обусловленная экспериментальным гутагонезол. Глутадооп-ная селекция за сравнительно короткий срок показала Ексокую результативность в создании г.-утантннх сортов, а такг.:е сортов с использованием мутапто" г. гибридизации. По др::пгм

М.МаХизгупак! (1991, 1992) методом экспериментального

мутагенеза получено 1542 сорта сельскохозяйственных культур, из которых 1019 размножающихся семенами, в том числе 229 сортов ячменя.

В наших исследованиях широко-использовались следующие химические мутанты: ГОМ - н - нитрозо- N - этилмочеЕина, НММ - н -нитрозо- и -метилмочевина, НДММ- N -нитрозо-н -диметилмочевина, ЭИ -этилевимин. Б работе была таете изучена возможность приме-нбвия. на ячмене новых химических мутагенов БЭО и ХЛО, синтезированных отделом химической генетики Института химической физики Ей! Ежегодно проводили 100-150 вариантов обработок на 5-10 сортах ози: мого ячменя. Основной целью было - выделение мутаций по типу ' развития для дальнейшего использования му'тантоЕ в селекционном процессе. '

По отработанной ранее схеме популяции !£> сеяли в контрольном' питомнике-и в у течение вегетации.велись наблюдения за ростом и развитием растений. Выделенные ыэкромутанты маркировалирь.Среда них были и мутанты-двуручки. Для отбора морозостойких мутантов популяции 1^2 высевались на бетонных стеллажах и промораживались в морозильных камерах. Чтобы облегчить выделение(мутапцй • по.типу развития, №> озимого ячменя сеяли не только осенью, но а весной ( в'конце марта - начале апреля). При посеее в .эти сро- . еси выколашиваются .только яровые формы и двуручки. Последующий >сенний посев выделенных форм позволил отобрать из' них более

/

юрозостойкие мутанты. Частота мутаций по типу развития очень шзкая и колебание в пределах от 0,00 до 0,86 %. В среднем по [утагенам НЭМ, ЭИ, БЭО и Х10 за два года она. составила 0,32 %. 'осле браковки в СП озимого ячменя осталось 7,1 % Еыдриенных оры, из числа выбракованных 34 % пришлось на долю полностью

погибших е осенне-зимний период. Закономерности между частотой мутаций по типу развития и видом мутагена не было обнаружено и подобные мутации можно получать,при использовании любого из описанных в данной работе мутагенов.

Чаше всего мутации по типу развития сиязаны с мутациями и по другим признакам:высота растения, дгорыа листового аппарата, разновидность и т.д. Межсортовых различий по выходу мутаций типа развития обнаружено не было.

Мутантные об][1азцы, отобранные в яровом посеве популяций У^ озимого ячменя, прошли испытания в контрольном питомнике озимого ячменя. Из испытываемых линий для дальнейшего испытания в МСИ было отобрано 8 (табл.1), которые" имели высокий темп роста, высокую морозостойкость, выравненный стеблестой нешироко использовались в программе гибридизации озимого ячменя.

При использовании химического мутагенеза, работая по описанной методике на озимых сортах получено большое количество мутантов с промежуточным типом разЕити^из которых сорта Янус и Секрет переданы на государственное сортоиспытание.

Сорт Янус (Ж 1/23) получен сочетанием методоЕ внутривидовой гибридизации и химического мутагенеза. Гибридную популяцию Ш-I х (Паоли х 9НЗ), где ММ-1 - морозостойкий мутант от сорта ■Паоли (НММ 0,02 % - 12 ч.), а 9НЗ - сложная гибридная комбинация Голландия К-1564 х К-491/12 (Бета 40 х К-121), начиная с перЕого поколения обрабатывали химическими мутагенами: Г^ - НЭМ 0,1 % - 12 ч.; 3?2 " НЭМ 0,05 % - 18 ч и Р3 - ЦДЭМ 0,3 % -12 ч. При последующем промораживании в ящиках выделилось растение, ЕЫколосиЕшееся без яровизации. На базе расщепляющегося мутанта получили серию линий-дауручек, линия ЯМ 1/23 была лучзей из них. Мутант «к и популяция Паоли х 9НЗ по типу развития бнли

Таблица I

Лучшие линии М^, отобранные в яр^в^м посеве из популяций . Краснодар, 1992 г.

Сорт •Мутаген Кон- цент- рарш Исходная разнО-вид- ' ность Ра зчо- вид- ность Темп роста балл :Моро-.стойкость, : * :Устойчивость к..., балл :Дата .колоше-• ния :Масса .зерна, • кг/дел

• мучнистой:гельыин-; росе 1 .тоспори-•озу :ркав-.чине

Вави- • лон, ст пар . 7 55,9' 8 8 8 13; 05 6;0

Янус.ст . - : - ■ пар 8 69,2 . 6' 7 .6 12,05 6,7

851,12 нэм. 0,1' пар. эрек . 9' • 47,1 5 7 6 12,05 6;5-

85МЗ. нэм •' •ОД. ■ '. пар. . эрек 9 26 Д 5 7. 5 ' 12,05 6,5

85М4 нэм . од- пар эрек 9 54,2 5 7 5 13,05 6;2

85М1 • нзм . од пар . • эрек 9 74,2 ' 5. 7 5 13,05 6,7

. 85М$ нэм 0,05 пар' пал 8' 59,3 ' 7 ' 9 8 13,05 7,2

831.12' • нэм о.г • ' пар • пал . 8 ,61,3 : 7 8 8 ' 12,05 6,4

87Ш зи ' 0,025 пар нут 9 44,7 7 8 7 9,05 6,2

В7М5 эи 0,033 пар пал 8 75 Д 6 8 9 •9,05 6,2

ПО'О.ОБ 6,4 0,17

озимыми.

Сорт Секрет (65М2) был получен на сорте озимого ячменя Монолит после обработки его семян НЭМ в дозе 0,025 % - 12 часов. Оригинальное растение нового сорта было отобрано из популяпни посеянной на бетонных стеллажах для промораживания. . ..

МЕТОД ВНУТРИВИДОВОЙ ГИБЩЦИЗАЦИИ В СОЗДАНИИ исходного

МАТЕРИАЛА ДНЯ СЕЛЕКЦИИ СОРТ® ПРСМШТОЧНОГО ТИПА РАЗВИТИЯ

Чтобы определить сорта какого происхождения наиболее целесообразно использовать в создании нового, исходного материала

для редакции сортов-двуручек было изучено 163. популяции Р2. при

1

создании которых в качестве родительских форы использовались сорта-двуручки и озимые сорта селекции КНИИСХ и коллекционные. Оценку по основным селекционным признакам проводили в контрольном .питомнике. Если' принять, отношение оставленных гибридных популяций 1д к их обшему количеству в 3?2 за критерий правильности подбора пар для скрещиваний, то самыми удачными были скрещивания сортов-двуручек селекции КНИИСХ с озимыми сортами из коллекции.

Основываясь на опыте многолетней .селекционной практики, в отделе селекции ячменя Краснодарского НИИСХ отбор линейного .материала проЕодят.и'з контролируемых популяций £4 - Вами была сделана попытка изучить возможность селекционного сдБига в популяциях, полученных.от скрещивания озимых сортов с двуруч-хаыи в сторону увеличения в них форм с промежуточным типом развития путем репродуцирования их при весеннем посеве^- В проводили сравнительную оценку популяций по типу развития и основным селекционным признакам. Популяции,репродуцированные при Еесеннем посеве, состояли из двуручек, а популяции,возделываеные при осеннем посеве - из опт:.их Горы и двуручек. Обе популядаг

имели примерно одинаковый уровень морозостойкости, устойчивости I к. болезням'. Оценка.до-урожайности показала, чта весенний посев популяции ?2 ,не ведет к снижению их продуктивности.

.Проведенные исследования позволяют предположить, что се- • лёкционно-ценные формы с равной вероятностью можно.отобрать в обоих популяциях, но при со здании*, исхода ого материала для селекции сортов-двуручек отбор целесообразнее проводать из той популяции, где присутствуют только двуручка.

Эффективными были отборы в весеннем посеве из популяций; полученных от скрещивания озимых сортов, с двуручками и двуручек с двуручками. При таком подходе из небольшого по объему селек-. ционного материала выделены линии К-319, К-328 и К-341, которые, вошли, в набор сортов предварительного и конкурсного испытаний.

Генетическая природа новых сортов двтручек. Для определения, генетической природы типа развития новые, сорта Янус и Сек- . рет были скрещены с типично озимыми сортами.!^ развилось по озимому типу ЬВ наблюдалось расщепление выколосиеезхся форм, к невыколосившимся е соотношении 1:3 (табл.2), что позволяет отнести эти сорта по типу разштия к-классу двуручек. Тип развития у них контролируется тремя рецессивными генами

Таблица 2

Анализ растепления по типу развитияв при скрещивании сортов-двуручек с озимыми ' ~

Комбинация .'Фактическое .расщепление выко-"лосиЕпиеся : не-:выколосив шився ,0'тати-'стиче-.ская •модель * л • « /'гес^.О.съ

Янус х Данди 34:99 1:3 0,023 3,84

Янус .х Юбилей 100 46:108 1:3 1,948

Янус х Монике 46:122 1:3 0,508

Секрет х Редут 27: Ш 1:3 2,173

Секрет х Кознрь 38:107 1:3 0,112

Секрет х К-303 26:93 1:3 0,631

'. СВЯЗЬ МЕЖДУ ЭТАПОМ ОРГАНОГЕНЕЗА И МОРОЗОСТОЙКОСТЬЮ

БИОЛОШЧЕСКИ РАЗЛИЧНЫХ СОРТОВ ЯЧМЕНЯ

Большой интерес представляет изучение особенностей роста и развития сортов-двуручек в осенне-зимний период, поскольку с ни связана способность растений противостоять неблагоприятным фак - торамнвнешней'Среды. Различные по типу развития сорта ячменя бы ли посеяны в шесть сроков с 5 по 30 сентября с интервалом в' 5 дней/ Анализ осеннего развития сортов позволил разделить их на три группы в соответствии со степенью развития апикальной меристемы.

. I. Растения оставались на вегетативной фазе развития при всех сроках сева . В эту группу вошли озимые сорта Радикал, Вав лон и Скороход, а также сорта-дгуручки Новатор, К-268 и Росава.

II. При посеве после 15 сентября растения оставились на вегетативной фазе, при посеве е более ранний период отмечался переход к генеративной фазе. В эту группу- вошли сорта с промежуточным типом развития Янус, Секрет, Обзор, Трембита , Фринетг

III..Растения перейли к генеративной .фазе развития при Есех сроках сева.,В эту группу вопли яровые сорта Мамлюк и Пер< лом.-

Тот факт,, что сорта-двуручки оказались и в первой и ео . второй группах roEopiT о различной фотопериодической чувствительности у изучаемых сортов.

Оптимальные сроки сеЕа озимого ячменя для центральной зош Краснодарского края, где проводились настоящие исследования -. 28 сентября - 5 октября, поэтому-мокно уверенно рекомендовать производству коммерческие посевы сортоЕ-дауручек Янус и Секрет .... отнесенных ко второй группе , так как'при посеЕо е эти сроки ■ не происходит переход от вегетативной к генеративной фазе рдз • вития. ' ■

Разделенно сортов на группы по степени развития не совладело с делением их по группам морозостойкости. Сорт Секрет, от-¡военный ео вторую группу,более морозостоек,, чем сорта первой труппы НоЕатор и Росзва; а К-268 (I группа.) более морозостоек, 'шм'Обзор, Фризе та, Тоогблта (П группа):

■ Чтобы уста побить гзаимосвязь морозостойкости сортов со степенью развития конус- нарастания,сорта. были посеяны в те же сроки в яшиках и проморожены- в морозильных камерах на различных режимах (табл.3).

Озимый сорт Радикал при всех сроках посева с 10 по 30 сен-■ября, находился на втором этапе органогенеза,но морозостойкость го в зависимости от сроков была различной. При переходе от вто-ого к третьему этапу органогенеза заметно значительное падение орозостонкости. У сортов двуручек Янус и Новатор наивысшая ыо-озостойкость также была на втором^ этапе органогенеза. Сорт вуручка Секрет и озимый сорт Вавилон наибольшую морозостойкость пели на третьем этапе органогенеза, а сорт Скороход - на пере-эдном от второго к третьему этапу перюде. При переходе от эетьего к четвертому этапу органогенеза, т.е. от вегетативной азы развития к генеративной, сорта двуручки резко снизили мо-)3остойкость, сохранив при этом сортовые различия по этому жзиаку..

Таблица 3

МорозостоЯкость сортов ячменя на различных этапах органогенеза. Краснодар, 1690

: Дата посева

■ Сорт 05.09 . : 10.09 : 15.09 , : 20.09 1 25.09 ; 30.09

■ I : 2 :3 ; I ': 2 :3 : Г : .2 : 3; I : 2 : 3: I : 2 :3 : I : 2 :*3

Радикал 31,0 15;2 Ш -78,0.43,6 П -67:,2 39,3 П 86;6 83,8 П 72,9 52,6 П 50,7 37,2 П

Вавилон 33,6 0,0 Ш . 78,2 9,1 Ш 63,0 7,4 Ш. 67,2 41,1 Ш. 53;3 0,0 Ш 19;5. 0,0 П

Скороход' 20,8' 0,0 Ш 33,0 0,0 Ш 73,-8 8,8 Ш 85,2 50,8 П-Ш.61;4 28,6 П-Ш 36,0 0,0 П

Янус 6,0 0,0 Л 45,9 7;2 У 12,8 0,0 П 40,5 0,0 Ш 67;8 7,1 П 9,7 4,5 П

Секрет 10,2 0,0 У1 23,6 0,0 У 27,4 .0,6 ЗУ 71,Г 15,9 Ш ■ 36,0 20,0 Ш 53;5-13,0 П

Новатор 20,2 0,0 Ш 69,2 2Т,8 П-Ш 45,0 0,0 П-Ш 88,0 12,5 П 45,4 10,1 П ' 16,3 0,0 П

нср0 05 8,2 9,6 ' 8,2 9,6 8,2 9,6 8,2 9,6 8,2 9,6 ' 8,2 9,6

1 - морозоотойкость пр1 -8°е, %'■■■■

2 - морозостойкость при -12°С,

3 - этап органогенеза.'

ВШЕИВ УСГСЕш ЗЫРАЦВАкПЯ НА ЖР50-БИОЛОШЧЕСШЕ ПЕ13НА151 СОНШ-ТЗУРУЧЕК ЭТ.ШНЯ Сорта ячменя промежуточного типа развития е основном возде-лыЕататся гак озимые сорта, но иногда возникает необходимость -е получении урожая сортов-двуручек при весеннем посеве с последующи,! его использованием для семенных-целей. В этом случае' встает вопрос о качестве семян. Чтобы установить влияние ус-лоеий Еырашвапия на моргобиологическив' признаки,^одиннадцать сортов-двуручек ячменя в течение трех лет возделывались при осеннем и весеннем посеве.

Всходесть семян, полученных от ярового посева,в среднем

' 1 1

была низе, чем семян осенней репродукции, ао объемная масса зерна и масса 1000 зерен при осеннем и весеннем посевах бьтли на одном уровне. Как главное следует отметить отсутствие в среднем по годам и по сорта:! раз-шчий в морозостойкости- семян осенней и весенней реяролу:т^2. а тзкке в их урояайшх- качествах. , •

Анализ структур': урожая осенних и весенних посевоЕ сортов промежуточного типа развития показал, что все сорта в яровом посеге были ниге, чем в озимом. Все испытываемые образцы, посеянные осенью,'сформировали, большее число побегов,, в том число и продуктивных. Разнила в весе зерна с главного колоса ,в посевах была незначительной, но вес зерна с растения в озн-:юм посеве был и, 1,5 раза вы.те, чем е яровом, это и определило более высокую продуктивность озимого посева сортов дву-ручек . Низкую продуктивную кустистость ярОЕГХ

юсевов ■ мояно компенсировать увеличением количества та стони?: 1а единицу площади, то-рсть увеличением нор.ш ЕысеЕа сомяч. [а сорте Янус било установлено, что наиболее продуктивным яг-яется посев весной 7 ::ч!1. зерен на 1га.

, в к^ере искусственного климата была изучена реакция сор-

тов-двуручек на фотопериод (табл;4), , - '

, Таблица 4

Число дней от всходов до колошения при различной .тельности дня

Продолжительность . : Отклонение дня, час. ' : от 24 час.

Сорт "Тип развития

24 : 16 : 14 : 13 : 16 : 14 : 13

Перелом

Янус

Новатор

Росава

Циклон

яровой дву ручка двуручка

дву ручка

озимый

33 47

35 50

53 65

54 68

56,', 72

61' ЫО

86 107х)

86 Ю8х)

+14 +15 +12 +14

+23 +26 +33 +32-

+39 +75

к у ш е н и е

Примечание: х) периЬд всходы-выход в трубку.

На сокращение длины дня сорт Янус реагирует ( как и сорта-дну-ручки Новатор и Росава) более сильным увеличением продолжительности периода всхода-колошение в сравнении с яровым сортом Перелом. _Но на всех режимах этот период у него был значительно короче, чем у сортов Новатор и Росава, а при длине дня 24 и 16 часов отличия от сорта Перелом были незначительны. Это подтверждает наличие различий- в (¿ютопериодичеснэй чувствительности у сортов-двуручек Янус, Новатор и Росава.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЯ ВЬЩЕЛЕННЫХ ЛИНИЙ ДВУРУЧЕК •

В результате настоящих.исследований при сочетании методов внутривидовой гибридизации и экспериментального мутагенеза получены сорта Янус и Секрет, а также ряд новых линий-дау-ручек .которые в настоящее время изучаются в конкурсном и предварительном сортоиспытаниях КНИИСХ.

Янус - скороспелый сорт, созревает на 3-5 дней раньте сорта Вавилон и на 7-9 дней раньте сорта-двуручки Новатор (табл.5). От Новатора он выгодно отличается более высокой

Таблица 5

Результаты сортоиспытания сорта-двуручки Янус, КНИИСХ . Урожайность,ц/га

Сорт

Тип ___

раЗВИ- торс г,

тля

19£9г.

1990г.

:7стой-.чивость •к поле-:ганига, :балл

Дата ноло-•шения

85,6 78,4 83,4 92,1 3,8

4,2

83,7 8 12 ¿05

88;6 9 13,05

82,3 7 12,05

79,2 8 30,04

73,2 6 16,05

87,9 7 7,05

.51; 6 5 24,05

63,8 9 30,05

41,2 8 7,06

Озишй'посев "озимый 69,0 " 86,5 76,6 88,9 68,9 7а, 8

двуручка 54,4 -"-, 75,4 2,9

Весенний посев яровой - 45,5 58,5

двуручка - 52,4 - , 54,6 3,6

зимостойкостью, устойчивостью к полеганию и-урожайностью как в озимом, так и.в яровом посевах. В яровом посеве урожайность, сорта Янус приближается к угопзййости лучших сортов ярового ячменя. .

Сорт-Секрет.относится к группе скороспелых сортов, созре- -еает на 5-6 дней раньше сортов, Вавилон и Радикал. По морозостойкости превосходит районированный сорт озимого ячменя Вави-топ. Сорт Секрет е различные годы по различным предшественникам превосходит по урожайности не только районированный сорт-двуруч-

Циклон

Вавилон

Радикал

Скороход

Новатор

ЯЕ1УС

НСР0,05

Темп Перелом Новатор Янус-

НСР,

/

0,05

60,7 57,6 3,8

1,06

<у ЛоЕатор,- но и высокопродуктивные сорта озимого ячменя.

. ■ , , ' ' Таблица 6

Урожайность сорта Секрет по различным предшественникам. ' Краснодар, КНИИСХ

: Предшественники

;сидератн :горох + ов ее:эспарцет:подсол-гнечник X

Ванилон . 108,8 1990 г 102,0 84,4 98,8 98,5

Радикал 90,9 100,4 ' 86,7 79,5 ,. 89 ;3

Секрет 117,3 111,0 86.6' 95,6 . 102,6

НСР0,05 4,2 з,? f

1991 г. i 70,4 .. i -

ВаЕилон 99,6 83,9 76,4 82,5

Радикал 95, Ú •69,6 . '63,3 77,8 76,5

Секрет . 102,7 88,1 75,9 ■86,8 88,3

НСР0,05 4,0 3,8 4,2 3,9 '

Линии КНИИСХ 3I9/I, КНИИСХ 319/2 и КНИИСХ 319/5 были отобраны из популяции Ш 1/24 х КНИИСХ 262. Они.отличаются мощным ростом как в озимом, так и в яровом посевах, еысоюй морозостойкостью и характеризуются средней устойчивостью к мучнистой росе, выпе среднего - к гельминтоспориозу и ряавчине, средней усгой-читостью к полеганию.

Липки КНИИСХ 328/6 и КНИИСХ 32С/7 были выделены из комбинации КНИКСХ 268 х Ш 1/25 при весеннем посеве. Линии относятся к группе среднеспелых сортоЕ, преЕосходят районированный сорт Вавилон по морозостойкости и устойчивости к листостебельнш заболевания.!. При весеннем посеве из гибрадной популяции КНИИСХ 268 х-ЯЛ I/I5 было отобрано оригинальное растение линии КНИИСХ 341/4, которая таклсе преЕЗОшга райоиированниГг сорт Вавилон по морозостойкости и устойчивости к болезням. Созданные линии достоверно превысили стандарт по уг,огл:";юсти.

Па озе-:о:.1 сорто Егстлоя нетодо;.: а^пчесного мутагенеза бгл получо:: г-утап? по rílw.

13 ч), который по фенотипу очень похож на исходный сорт. Эта линия ценна тем., что, являясь двуручкой, она.не только по урожайности, устойчивости к болезням и полеганию, но и по морозостойкости не уступает самому морозостойкому районированному ози-

1 I

мому сорту ячменя Бастион (табл.7).

Таблица 7

Результаты испытания сорта Бастион и линии 87МЗ. Краснодар, 1991-1992 гг.

Сорт Моро-стойкость , % Темп тгаста "балл :Устой-.чивость *к поле-гганию, балл ^Устойчивость-. - балл 1С« • • t •Дата :Уро-:коло-.жай-

мучни-:стой :росе :гель- минто- гспори-:озу .ряав-"чине ке- *но-:ния .сть, "ц/га

Радикал,ст 63,8 7 7 5 ■ 8 8 10.05 74,4

Вэеилон,ст 24,6 8 9 8 8 9 10.05 79,4

Вастиои 69,2 7 9 ' 5 8 8 11.05 80,2

В7ГЛЗ 65,7 7 9 6 8 8 10.05 78,6

1СР0,05 9,6 3,3-3,8

При использовании метода внутривидовой гибридизации еозда-:и линии-двуручки с ценными хозяйственными признаками - КНШСХ 342, ЖИСХ 343, КНКИСХ 344. Они Еыделяются енсокой устойчивостью к лз-тостебельнкм заболеваниям, по морозостойкости на уровне или выше айонироваглшх сортов Вавилон и Новатор, по превосходят их по рокайности на 10-20 ц/га. Новые линии испытнейотся е конкурсном эртоиспитотш. _ ,

ВЫВОДЫ

I. В результате многолетнего изучения большого объема кол-кцаонного материала выделены ценные источники для создания ртов ячменя промежуточного типа развития е условиях Северного зказа. Лучииш из mix по комплексу хозяйственно-цепных при-ikdb являются сорта-двуручки Росава, Тайна, Основа, Трембита,

Обзор,.Фринета. . ' • ' •"

2. Важшш методом создания сортов ячменя промежуточного.типа, развития является химический мутагенез, который, в зависимости от мутагена, дозировки, экспозивди, может.вызывать мутапии по типу развития с частотой от 0,00 до 0,В6-%.

. 3. При подборе родительских пар для. скрещивания в создании •селекционного Материала ячменя'п^рмекуточного типа .развития наиболее -Эффективными были скрещивания сортов-дауру чек ■ с еле кпии КШМСХ' с озимыми '^сортами из коллекций по принципу эколого-геогра-' .фической отдаленности и-морфобиологической контрастности. •

• 4. В результате настоящих исследований со'зданы-и переданы ■на Государственное испытание ыутантные сорта-двуручни Янус и Секрет, генотипы которых по пщзнаку.,'№яа разЕитияпотвечают . '' •

Формуле 'вЬзЬзЬ^зЬ^аЬ^зЬ - При скрещивании .их 'с озимыми фор-'

. ' • ^ ■5 3■ , , ■ • " .

едми Г^ развивается по_ о'зймому-типу, а. в Гд отмечено расщепление 3:1. • • "

■ 5.. Уровень морозостойкости сортов ячменя промежуточного ■типа'развития не связан с их фотопериодической- чувствительностью. • .' • ' .".•••*• . '. '. - •' '' ' ■ 6. Сорта с одинаковой интенсивностью дифференциации, конуса

нарастания могут обладать .различнш уровнем морозостойкости,. максимальные значения которой проявляются-на Етором и третьем -этапах (Зргнногепеза.' ' ■•.••••'.'■'.•

■ . .7. При переходе от вегетативной фазы развития к. генера- •

■ тйвной-происходит снижение морозостойкости сортов. При этом . . • сортоЕые различия по этому признаку сохраняются.'

8. В контролируемых условиях сорта-дауручки Янус, Новатор • и Росага при сокращении- длины дня с 16 до 13 часов увеличивают •

л"

период Есходы-иэлоавнзе в'сравнении с яровым сортом Перелом на

на 36 и большее ;число дней. • .'; .

9, Разншха в продуктивности посевов ,получённнх-от осенней

и-весенней репродукции семян- сортов-двуручек^несугаестЕепная. Мно- ' гократное весеннее репродуцирование сортов'-двуручек не влияет на зимостойкость и другие морфофйзиологические. .признаки.

10.Созданные линии-двуручки K-3I9, К-328, й-341, 87Ш,. .К-342, К-343..К-344 обладают комплексом положительных хозяйст--венных признаков, превышают по урожайности районирован вне сорта. Линии изучаются, в конкурсном и предварительном сортоиспытании.

. . ПРЕДЛСЕЕНИЯ (ЖЕКЩОННОЙ ПРАКТИКЕ И ПРОИЗВОДСТВУ

2.. Для.создания исходного-гятсриалэ при выведении сортоЕ- . ■ ■ Двуручек необходи/о проводить"весенний посев 10-20 апреля по~ ■ пуляций гибридного и мутантного происхождения в ~ *зи

2. Целесообразно провести экологическое изучение новых . перспективных линий промежуточного типа развития КНШСХ 328, КНИКСХ 341, КНКИСХ 342, КНКИСХ 343, КНЖСХ 344 и КНКИСХ 871,13 "и использовать лучшие из них в новом цикле, скрещиваний.

3.'Рекомендуется'провести праизводственные испытания во всех зонах Северо-Кавказсгого региона новых сортов-двуручек Янус и Секрет при оптимальных сроках сева принятых для зон' возделывания.

4. При весеннем посеве сортов-деуручекцелесообразно юпользовать повышенные нормы высева 6-7 млн. всхожих зерен ia I га.

: ■ i

u0 материалам диссертации опубликованы рлботн:

1. Shevtsov V. , Lukomets V. Winter barley breeding for earliness. // Barley Newsletter.-1989. - 33.-p. £20.

2. Shevtsov V. , Lukomets V. , Shatski I. induction of mutation" connected with alternative type of development in winter barley. // Barley Newsletter.-1990. -. 34. -p. 134-125.

3.Shevtsov V., Lukomets. V., Shatski I., Martinenko V. bariv/ production in . Krasnodar Region m 1991. // Barley Newsletter. -1991.- 35. -p. 126-126.

4. Shevtsov V., LukoTOts. V., Gruntsev U., Shatski I., Martinenko V. Barley production-- and new varieties.// Barley Newsletter.-1992.- 36.-p. 175-176.

5. Shevtsov V., Shatski I., Lukomets V. , Martinenko V. Possibilities of winter barley for malt and beer .production in the North Caucuses. // Barley. Newsletter. -1993.- 36.-p. 177-179.

6. Лукомец В. M. .Дебашиш; Чанда. Влияние условий выращивания на морфобиологичекие признаки сортов-двуручек ячменя. .// Адаптация возделываемых растений -к зкологичесим и технологическим факторам.- Краснодар, 1993.- Вып.3. - с. 126-134.

'!. Лукомец К М. .Дебашиш Чанда. Новые химические мутагены в создании исходного материала для селекции озимого ячменя. // Адаптация возделываемых растений, к. экологически и технологическим факторам. - Краснодар, 1993. • Вьш;3. - с.154-159.