Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Использование водоудерживающей способности листьев в оценке сортов яровой пшеницы по засухоустойчивости в условиях лесостепи Среднего Поволжья

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Использование водоудерживающей способности листьев в оценке сортов яровой пшеницы по засухоустойчивости в условиях лесостепи Среднего Поволжья"

На правах рукописи

САНИНА НАТАЛЬЯ ВЛАДИМИРОВНА

—ши

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОДОУДЕРЖИВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЛИСТЬЕВ В ОЦЕНКЕ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ ПО ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ В УСЛОВИЯХ ЛЕСОСТЕПИ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

06.01.05 - селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Кинель 1996.

Диссертация выполнена в отделе селекции яровой пшеницы Поволжского научно-исследовательского института селекции и семеноводства имени П.Н.Константинова.

Научный руководитель - доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Иванников Василий Федорович

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Мережко Анатолий Федорович

доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАСХН, академик Академии технологических наук РФ

Медведев Анатолий Михайлович.

Ведущая организация - Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия.

Защита состоится " 4 " апреля 1996 года в 14 часов на заседании; Специализированного совета К 020.18.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства имени Н.И.Вавилова.

Адрес: 190000, г.Санкт-Петербург, ул.Б.Морская, 44, ВНИИР, Специализированный совет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института ■ растениеводства РАСХН имени Н.И.Вавилова.

Автореферат разослан "4" марта 1996 г.

Ученый секретарь Специализированного совета, доктор сельскохозяйственных наук

Е.В. Мажоров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Проблема засухоустойчивости сельскохозяйственных растений в условиях Среднего Поволжья всегда актуальна: здесь в засушливые годы урожайность зерновых культур снижается в два и даже четыре раза по сравнению с благоприятными. За период 1911 - 1995 гг. в Самарской области 36 лет были засушливыми, в том числе за последние десять лет - шесть (1987-1989, 1991-1992, 1995 гг.).

Частая повторяемость засух препятствует эффективному использованию природных почв региона и требует наличия сортов, сочетающих высокую засухоустойчивость с повышенной продуктивностью. В 1923 г. П.Н.Константинов указывал, что среди мер борьбы с засухами, наряду с организацией севооборотов и общим повышением уровня техники земледелия, селекция растений должна занимать одно из самых видных мест.

Выведение засухоустойчивых сортов возможно при наличии в распоряжении селекцентра надежных методов определения этого признака. Саратовскими селекционерами разработан метод полевой оценки засухоустойчивости растений, который издавна применялся в селекционной практике. На сегодняшний день актуальным является использование и других , в том числе физиологических методов, которые косвенно свидетельствуют о степени засухоустойчивости и дополняют полевой метод оценки.

Н.И.Вавилов писал в 1931 году: "Со стороны физиологии мы еще не имеем надежных и простых способов, которые позволили бы нам легко в течение одного вегетационного периода отличать засухоустойчивые формы. Поэтому пока приходится довольствоваться суммарными наблюдениями за ряд лет для того, чтобы выделить наиболее устойчивые сорта. Нужно вызвать все напряжение физиологической исследовательской работы, чтобы незамедлительно, в ближайшие годы, получить эти методы".

Одним из наиболее эффективных физиологических методов является использование показателя водоудерживающей способности листьев. Этот метод наряду с другими (выход электролитов. использование засушников, изучение сосущей силы семян и др.) исследовался сотрудниками ВИР в условиях Среднего Поволжья. Он показал свою пригодность для определения засухоустойчивости сортообразцов яровой пшеницы из мировой коллекции и высокое совпадение с полевой оценкой.

Нами впервые в регионе было проведено изучение возможности использования этого метода в селекции яровой пшеницы. Работа выполнена в соответствии с тематическим планом научных исследований пшеницы Поволжского НИИСС Российской академии сельскохозяйственных наук.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Цель нашей работы состояла в изучении водоудерживающей способности листьев у новых сортов яровой пшеницы, возможности использования этого показателя в селекции на засухоустойчивость и выделения сортов, сочетающих высокую продуктивность с засухоустойчивостью.

В задачи исследований входило :

- изучение связи хозяйственно-ценных признаков сортов с водоудерживающей способностью листьев;

- определение влияния характера накопления биомассы растений на водоудерживающую способность листьев;

- выявление морфологических признаков растений, тесно коррелирующих с водоудерживающей способностью для отбора засухоустойчивых форм;

- водоудерживающей способности сортов и характера накопления ими биомассы;

- изучение водоудерживающей способности у различных по скороспелости сортов;

- сравнение оценок засухоустойчивости сортов, определенных полевым методом и через показатель водоудерживающей способности листьев;

- определение возможности использования показателя водоудерживающей способности для дифференциации сортов по засухоустойчивости и продуктивности;

- выделение засухоустойчивых, продуктивных сортов мягкой яровой пшеницы с использованием показателя водоудерживающей способности листьев.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. В результате исследований впервые в условиях лесостепи Среднего Поволжья изучены показатели водоудерживающей способности листьев у сортов мягкой яровой пшеницы в сравнении с данными оценок засухоустойчивости полевым методом. Доказана эффективность показателя оставшейся воды в листьях после завядания и возможность его использования в качестве дополнительного к полевой оценке.

Впервые для лесостепи Среднего Поволжья установлено, что показатель водоудерживающей способности листьев связан с продуктивностью через вегетативную массу растений и определены их морфологические маркеры по засухоустойчивости.

Выявлено превосходство среднеспелых сортов по водоудер-живающей способности листьев и продуктивности. Обнаружены существенные различия по водоудерживающей способности листьев между стандартами в фазу колошение-окончание роста. Поэтому предложено в качестве стандарта для сортов интенсивного типа использовать сорт Кутулукская, для полуинтенсивных -Саратовская 29.

Доказана возможность использования показателя водоудерживающей способности для дифференциации сортов по засухоустойчивости и продуктивности.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Результаты исследований позволяют рекомендовать селекционным учреждениям лесостепи Среднего Поволжья:

- использовать показатель водоудерживающей способности как дополнительный к полевой оценке засухоустойчивости сортов, наиболее эффективным является определение процента оставшейся после завядания воды в листьях по отношению к их сырой массе;

- проводить отбор засухоустойчивых форм по величине вегетативной массы растений, главного побега и его степени развития;

- в качестве стандарта по засухоустойчивости при селекции сортов интенсивного типа использовать сорт Кутулукская, полуинтенсивного типа - Саратовская 29;

- размножить и передать в 1996-1998 гг. в государственное испытание новие сорта мягкой яровой пшеницы Зритроспер-мум 3062 и Лютесценс 3103.

Из изучавшегося автором материала выделен ряд сортов, отличающихся комплексом хозяйственно-ценных признаков и свойств, которые переданы для сортоиспытания в отдел селекции яровой пшеницы Поволжского НИИСС, С участием автора созданы новые сорта яровой пшеницы Эритроспермум 23, Кинельская 97, Средневолжская, Кинельская 59 и Кинельская 60, из которых Кинельская 60 проходит государственное испытание с

1995 г., а сорт Кинельская 59 введен в реестр сортов для седьмого региона РФ в 1995 году. За участие в создании сорта Кинельская 59 автор диссертации награждена медалью ВВЦ.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

1. Лучшим показателем водоудерживающей способности является процент оставшейся воды в листьях от их сырой массы. Он может быть использован для выделения перспективных засухоустойчивых сортов мягкой яровой пшеницы как дополнительный метод к полевой оценке.

2. Морфологическими маркерами степени засухоустойчивости яровой пшеницы в фазе цветения являются высокая общая биомасса растения, масса мякины главного колоса в условиях засухи.

3. Не выявлена прямая связь показателя водоудерживающей способности листьев с продуктивностью растений. Однако, она проявляется через такие признаки-посредники, которые характеризуют их вегетативную массу.

4. Установлено превосходство среднеспелых сортов перед скороспелыми по водоудерживающей способности листьев и продуктивности.

5. Обнаружены существенные различия по водоудерживающей способности листьев между сортами-стандартами Саратовская 29 и Кутулукская в фазе колошение-окончание роста и их отсутствие в фазе кущение-трубкование.

6. Предложено использовать в селекции сортов интенсивного типа в качестве стандарта по засухоустойчивости сорт Кутулукская, полуинтенсивного типа - Саратовская 29.

7. Доказана возможность использования показателя водоудерживающей способности листьев для дифференциации сортов по засухоустойчивости и продуктивности.

8. С использованием показателя водоудерживающей способности листьев выделены новые засухоустойчивые сорта мягкой яровой пшеницы с высокой продуктивностью. Из них 12 сортов в 1995 году проходили изучение в конкурсном испытании, а два (Эритроспермум 3062 и Люгесценс 3103) рекомендованы к размножению и передаче в государственное испытание в 1996-1998гг.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований докладывались и обсуждались ежегодно на заседании отдела селекции яровой

пшеницы Поволжского НИИ селекции и семеноводства (1987. 1991-1995 гг.). кафедры ботаники и физиологии растений Самарской ГСХА и на научных конференциях (1991-1996 гг.), на совместном заседании отдела пшениц и лаборатории физиологии растений - ВНИИР имени Н.И.Вавилова (1996 г.), где получили положительную оценку. Производственная проверка работы проводилась на полях Поволжского НИИСС.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты исследований рекомендованы в качестве методических разработок для оценки засухоустойчивости дополнительно к полевому методу отделу селекции яровой пшеницы Поволжского НИИСС, Самарского НИИСХ, Ульяновского НИИСХ и Самарской ГСХА. С их использованием в Поволжском НИИСС созданы новые сорта, из которых 12 проходили в 1995 году изучение в конкурсном испытании. Выделенные из них сорта Эритроспермум 3062 и Лютесценс 3103 размножались в 1995 году и планируются к передаче в ГСИ в 1996-1998 гг.

Образцы перспективных форм переданы Самарскому НИИСХ, Ульяновскому НИИСХ и ВНИИР имени Н.И.Вавилова.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений производству, включает 28 таблиц, 4 рисунка, 2 фотографии, 24 таблицы в приложении. Список литературы включает 253 наименований, в том числе 30 иностранных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исходный материал, условия проведения и методика исследований. Исследования проводились в 1987, 1991-1995 гг. на полях Поволжского НИИСС. Исходный материал для изучения был представлен набором из 23 сортов мягкой яровой пшеницы, в том числе 19 сортов селекции Поволжского НИИСС. В отдельные годы в изучении находилось до 70-80 сортов.

В качестве контроля использовались сорта-стандарты Саратовская 29 и Кутулукская.

Саратовская 29 - сорт Саратовской селекции НИИСХ Юго-Востока, полуинтенсивного типа. Получен путем сложной ступенчатой гибридизации (Альбидум 24 / Лютесценс 55/11).

Отличается среднеспелостью, средней устойчивостью к полеганию, вынослив к корневым гнилям, высота соломины до 120 см. Потенциальная продуктивность в условиях Среднего Поволжья 30 ц/га. Пшеница сильная.

Кутулукская - сорт Поволжского НИИСС, интенсивного типа. Получен путем сложной гибридизации ( Саратовская 29 / Lee // UnRRA). Характеризуется среднеспелостью, высокой устойчивостью к полеганию, пыльной и твердой головне, корот-костебельный. Потенциальная продуктивность в сухом земледелии 64 ц/га. Пшеница сильная.

Новые сорта Кинельской селекции, которые были взяты для изучения, отличались по происхождению, длине вегетационного периода, высоте соломины, остистости, продуктивности, устойчивости к болезням и вредителям и другим признакам.

Посев яровой пшеницы проводился сеялкой ССФК-7М на первом и втором селекционном севооборотах Поволжского НИИСС. В разные годы предшественниками были озимая пшеница и ячмень. Учетная площадь делянки колебалась по годам от 3 м2 до 5 м2, повторность четырехкратная. Уборка проводилась комбайном "САМП0-130".

Агротехника возделывания была общепринятой для данной зоны. В течение вегетационного периода проводились все необходимые фенологические наблюдения и учеты за ростом и развитием растений согласно существующей Методике государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1988) и ВИР (1975).

Кратко охарактеризуем особенности условий вегетации яровой пшеницы за годы исследований.

1987 год. Май и июнь месяцы отличались повышенным температурным режимом, когда среднемесячная температура воздуха была на 2-3 градуса выше средней многолетней. Он сочетался с отсутствием осадков в период всходов, а также - трубкова-ние-колошение. Отмечалось 30 суховейных дней. Осадки выпали только в конце третьей декады июня и в июле-августе. Поэтому 1987 год можно отнести к засушливым с весенне-летним типом засухи.

В 1988-1990 гг. определение физиологических показателей засухоустойчивости не проводилось, но велись полевые наблю-

дения и оценки исходного материала.

1991 год. Наблюдалось почти полное отсутствие осадков в период после кущения и до колошения, а также в период налива зерна. Дефицит влаги усилился высокими температурами воздуха и суховеями ( 25 дней). Поэтому, в целом этот год из-за лет ней засухи и суховеев можно характеризовать как неблагоприятный для яровой пшеницы.

1992 год. Резкий дефицит осадков с конца кущения до колошения пагубно сказался на развитии яровой пшеницы, несмотря на невысокий температурный режим. Поэтому 1992 г. можно считать неблагоприятным для роста и развития растений.

Следовательно, указанные годы отличались весенне-летним типом засухи, что является характерным для условий лесостепи Среднего Поволжья.

В последние годы (1993-1995 ) велось дальнейшее изучение и проработка накопленного материала, делался анализ и математическая обработка экспериментальных данных.

Полевые опыты по данной теме сопровождались лабораторными физиологическими исследованиями. Определение водоудер-живающей способности листьев проводились согласно Методическим указаниям ВИР (1984, 1994). Степень засухоустойчивости оценивалась в 1987, 1991 и 1992 годах с помощью показателя водоудерживающей способности листьев, в том числе по содержанию потерянной при завядании воды и оставшейся воды после него и потери воды на 100 мг сухой массы листьев.

Выбор растений для анализа осуществлялся следующим образом: брали закончившие рост флаговые листья, нормально развитые, без признаков повреждения болезнями и вредителями. Определение показателей водного режима проводилось в фазы кущения, грубкования, колошения и окончания роста стебля.

По три - пять листьев с различных растений второй и третьей повторностей опытов срезали в 8 часов утра, помещали в специально изготовленные полиэтиленовые пакеты и быстро перевозили в лабораторию. Листья с одной делянки раскладывали на листах бумаги, записывали номера делянок и листьев, измеряли их вес до завядания, а затем помещали на завядание. Каждый отдельный лист считали повторностью, поэтому число повторностей колебалось от 6 до 15.Условия завядания сравни-

ваемых образцов в отдельные фазы развития растений были одинаковыми: лист бумаги с разложенными на них листьями раскладывали на столах в одной комнате. Через 3 часа материал снова взвешивали. По разности веса листьев до и после завядания определяли количество потерянной воды. Затем листья высушивали в термостате в течение 3-4 часов при температуре 105° С. определяли абсолютно сухую массу листьев и подсчитывали общее содержание воды в исходной навеске. По разности между исходным содержанием воды и количеством потерянной воды определяли содержание оставшейся в листьях воды. Водоудержива-ющую способность характеризовали по относительному количеству потерянной воды в процентах от их сырой массы или на 100 мг сухой массы и по относительному содержанию оставшейся после завядания воды. В качестве контроля в 1987 году использовались сорта-стандарты Кутулукская и Саратовская 29, а в 1991-1992 годах - Кутулукская.

Расчет водоудерживающей способности листьев производили по следующим формулам:

а = (Б - б) х 100 % /А (1) а = (Б - б) х 100 % /В (2) а = (б - В) х 100 % /А (3) а = (б - В) х 100 % /В (4)

где: а - в одо удерхивапщая способность листьев в %: А -содержание воды в листьях до завядания, мг : 6 - сырая масса листьев после завядания.мг: Б - исходная сирая масса листьев, мг: В - сухая масса листьев.иг: 1 - содержание потерянной воды к общей воде: 2 - - содержание потерянной воды к сухой массе: 3 - содержание оставшейся воды по отношении к общей воде и 4 - содержание оставшейся воды к сухой массе листьев.

Математическая обработка полученных данных велась по Б. А. Доспехову (1985), согласно Методическим указаниям ВИР. а также по программе пакета AGROS - 2 в лаборатории математического обеспечения селекционного процесса Поволжского НИИСС и в вычислительном центре Самарской ГСХА.

Исследования выполнены в 1986 - 1995 гг. в отделе селекции и первичного семеноводства яровой пшеницы Поволжского НИИ селекции и семеноводства им.П. Н.Константинова Российской академии сельскохозяйственных наук.

- 9 -

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Показатели водоудерживающей способности листьев и их связь с полевой оценкой засухоустойчивости у сортов яровой пшеницы

Сравнение полевого метода оценки засухоустойчивости с показателями водоудерживающей способности сортов. В таблице 1 приведены данные по оценке засухоустойчивости сортов, определенной с помощью полевого метода и процента оставшейся после завядания вода в листьях в среднем за три года исследований.

Таблица 1

Сравнение оценок степени засухоустойчивости сортов яровой пшеницы, полученных разными методами. Поволжский НИИСС, 1987,1991-1992 гг.

N п/п Название сорта Оценка степени засухоустойчивости в среднем за три года

полевой метод, балл Оставшаяся в листьях вода после завяд-я %

1 Саратовская 29, сг-т 4,3 23,6

2 Кутулукская, ст-т 4,9 32,2

3 Лютесценс 801 4,3 27,0

4 Кинельская 30 4.7 35,1

5 Кинельская 97 4,3 30.9

6 Ферругинеум 3048 4,8 35,1

7 Лютесценс 3049 4,3 30,8

8 Лютесценс 3060 4,7 30,3

9 Эритроспермум 3062 4. 9 30,5

10 Мильтурум 3063 4,7 33,8

И Эритроспермум 3098 4,8 37,6

12 Лютесценс 3102 4, 3 29. 9

13 Лютесценс 3103 4,9 36,0

14 Эритроспермум 3104 4.8 34,2

15 Эритроспермум 3106 4,8 34,9

16 Эритроспермум 3109 4,7 30,0

17 Эритроспермум 3111 4,9 33,8

18 Лютесценс 3117 4,3 24,5

19 Лютесценс 3126 4,8 37,6

20 Эритроспермум 3128 4,7 33,6

21 Эритроспермум 3099 4,9 34,3

22 Саратовская 42 4,3 29,4

23 Жигулевская 4,6 32,6

НСР0.5 0,1 8,5

Данные таблицы показывают, что наибольшее совпадение оцен-

ки степени засухоустойчивости полевым методом наблюдалось с показателем водоудерживающей способности листьев, определенным как процент оставшейся в листьях после завядания воды. Коэффициент корреляции в среднем за годы изучения составил г=0,51.

Таким образом, определение степени засухоустойчивости по проценту оставшейся воды не только не противоречит полевой оценке, но и подтверждает ее.

Связь показателей водоудерживающей способности сортов с характером накопления растениями биомассы. В таблице 2 приведены данные по наиболее важным , с нашей точки зрения, взаимосвязям между водоудерживающей способностью листьев у сортов пшеницы в фазе цветения с характером накопления биомассы у растений. Они показывают, что сорта, которые отличались в фазе колошения высокими показателями водоудерживающей способности листьев, накапливали к фазе цветения наибольшую сухую массу растения в целом (г = +0,54), главного побега (г = +0,55) и листьев главного побега (г = +0,55).

Таблица 2

Связь водоудерживающей способности листьев и сухой массы частей растения у сортов яровой пшеницы. Фаза цветения, 1987,

1991-1992 гг.

Признаки Годы Коэффициент корреляции (г) с

потерянной при за-вядании листьев водой в % от общей воды листьев оставшейся после завядания водой в % от исходной сырой массы листьев

Сухая масса:

растения в целом 1987 -0,53 +0,54

главного побега 1987 -0,54 +0,55

листьев главного 1987 -0,64 +0,55

побега 1991 -0,03 +0,01

1992 -0,19 -0,23

Примечание: коэффициент статистически значим при |г|>^0,30;ч = 0.05.

Следует также отметить, что в условиях 1991-1992 гг. наблюдалась высокая зависимость между оводненностью листьев в фазе цветения и их водоудерживающей способностью (г = +0,86; г = +0,85). Это свидетельствует о том, что, чем больше воды содержалось в листьях в фазу цветения, тем больше ее оставалось в них после завядания.

Следовательно, более высокий показатель водоудерживаю-щей способности имели сорта, которые отличались и более высокой оводненностью листьев в период цветения.

Аналогичные данные по этим же сортам, но в фазе восковой спелости показывают, что наблюдалась положительная зависимость между процентом оставшейся после завядания воды в листьях и сухой массой главного колоса ( г = 0,71).

В условиях 1987 г. нами не обнаружена напрямую сильная связь водоудерживающей способности листьев и продуктивности растения. Однако, эта связь имела место через цепочки признаков-посредников, в том числе массы мякины главного колоса, массы главного и боковых побегов, общей биомассы растения. Эти признаки играли важную роль в онтогенезе растений и определяли их продуктивность в неблагоприятных условиях среды. Поатому мощный главный колос , высокий продуктивный стеблестой и хорошая облиственность при засухе являются индикаторами высокой засухоустойчивости растений и могут использоваться как признаки отбора.

Таблица 3

Связь массы зерна с растения с сухой массой органов растения у сортов яровой пшеницы. Поволжский НИИСС, 1987 г

Сухая масса Коэффициенты корреляции (г)

сухой массы зерна с сухой массой

растения главного колосьев бо-

в целом колоса ковых побегов

Фаза восковой спелости зерна

Зерна всего растения +1,00 +0,71 +0,92

Зерна главного колоса +0,71 +1,00 +0,37

Зерна колосьев боковых +0,92 +0,37 +1.00

побегов

Растения в целом +0,83 +0.53 +0,79

Главного колоса +0,65 +0,89 +0,35

Боковых побегов +0,81 +0,38 +0,85

Главного побега в целом +0,70 +0.77 +0,49

Стебля и листьев главного +0,60 +0.45 +0,54

побега

Стебля главного побега +0,59 +0, 47 +0,51

Мякины главного колоса . +0,39 +0.51 +0,22 |

Прим.:коэффициент статистически значим при |г|£0.44: q = 0.05.

Водоудерживающая способность листьев и характер накоп-

ления массы зерна у сортов яровой пшеницы. Данные таблицы 3 показывают, что масса зерна растения, в целом, зависела от

его сухой массы (г=+0,83), сухой массы главного побега в целом (г=+0,70), а также его стебля (г=+0,59) и листьев (г=+0,60). В эту фазу развития сортов яровой пшеницы масса зерна главного колоса в высокой степени коррелировала с теми же показателями сухой массы всех органов, что и масса зерна всего растения ( кроме сухой массы боковых побегов). Средняя корреляция отмечена между массой зерна главного колоса и его мякиной (г = +0,51).

Водоудерживающая способность листьев и скороспелость сортов. Полученные нами данные показывают, что во все годы исследований отмечалась достоверная средней силы связь водо-удерживающей способности сортов с общей длиной их вегетационного периода. В 1987 г. она составила г = =+0,49, а в 1991 г. г = +0,48. Также была отмечена зависимость между периодом колошение - восковая спелость и вегетационным периодом : г = +0,65 в 1987 г. и г = +0,93 в 1991 году.

Следовательно, сорта с более длительным вегетационным периодом в наших исследованиях отличались повышенной засухоустойчивостью.

При изучении сортов по полной длине их вегетационного периода они были объединены нами в четыре группы: скороспелые - 76-80 дней; среднеранние - 81-85; среднеспелые - 86-89 и позднеспелые - 90 и более дней.

Динамика водоудеркиващей способности сортов по фазам вегетации свидетельствует о том, что наибольшая водоудержива-ющая способность у всех сортов ( независимо от скороспелости) отмечалась в фазах кущения и выхода в трубку. Этот показатель резко снижался к периоду колошения, в том числе у скороспелых сортов на 39%, среднеранних - на 40%, среднеспелых - на 35%. У стандарта Кутулукская это снижение составило 40%, у Саратовской 29 - 53%.

Таким образом, в фазу кущения-трубкования существенных различий по водоудерживающей способности листьев между стандартами не было обнаружено. Новые сорта, разные по скороспелости. уступали им по этому показателю. К фазе колошения, напротив, проявились четкие различия между стандартами, а все изучаемые сорта по этому показатели находились между ними.

Использование показателей водоудерживающей способности листьев для дифференциации сортов по степени засухоустойчивости. Для оценки эффективности показателей водоудерживающей способности все изучавшиеся в течение трех лет сорта были дифференцированы по статистическим группам 1.2 и 3 на основании критерия НСР. Сводные результаты группировки представлены в таблице 4. Они показывают, что в наибольшей степени обнаружены различия между сортами относительно стандарта Саратовская 29.

По потерянной листьями при завядании воде 70 % новых сортов попали в третью статгруппу - с достоверно меньшей величиной испарившейся воды. По величине потерянной при завядании воды на 100 мг сухой массы листьев различия между сортами практически не проявились.

Таблица 4

Классификация сортов яровой пшеницы по водоудерживающей способности листьев. Фаза колошения, 1987,1991-1992 гг

Показатели водоудерживающей способности Сорта-сгандар-ты Статистические группы

1 2 3

Кол-во сортов % Кол-во сортов % Кол-во сортов %

Процент потерянной при завядании воды от ее общего содержания в листьях Саратовская 29 Кутулукская 0 2 0 9 7 21 30 91 16 0 70 0

Процент потерянной при завядании воды на 100 мг сухой массы листьев Саратовская 29 Кутулукская 0 1 0 5 19 22 83 95 4 0 17 0

Процент оставшей Саратов- 13 55 10 45 0 0

ся после завяда- ская 29

ния воды от сы-

рой массы листь- Кутулук- 0 0 22 95 1 5

ев ская

Следует отметить, что сорта-стандарты Саратовская 29 и Кутулукская достоверно различались по показателю водоудерживающей способности листьев. Кутулукская меньше теряла воды при завядании и больше сохраняла ее в листьях после завяда-ния. чем Саратовская 29, что подтверждается трехлетними данными.

Классификация сортов по урожайности и водоудерживающей способности их листьев. Для классификации сортов по водоудерживающей способности было использовано процентное соотношение оставшейся после завядания воды в листьях к их сырой массе. Сравнение сортов по урожайности и водоудерживающей способности их листьев проведено со стандартным сортом Куту-лукская (таблица 5).

Таблица 5

Урожайность и водоудерживающая способность сортов мягкой пшеницы ( 23 сорта). Поволжский НИЙСС, 1987,1991-1992 гг

Название сорта по Урожайность годам, г/м2 Водоудерживающая способность (% оставшейся воды) по годам

1987 1991 1992 Сред 1987 1991 1992 Сред

1. Кутулукская, ст-т 2.Саратовская 29, ст-т 3.Лютесценс 801 4.Кинельская 30 5. Кинельская 97 6. Ферругинеум 3048 7.Лютесценс 3049 в.Лютесценс 3060 9.Эритроспермум Ю.Мильтурум 3063 И.Эритроспермум 12.Лютесценс 3102 13.Лютесценс 3103 14.Эритроспермум 3104 5.Эритроспермум 3106 6.Эритроспермум 3109 7.Эритроспермум 3111 18.Лютесценс 3117 19.Лютесценс 3126 20.Эритроспермум 3128 21.Эритроспермум 3099 22.Саратовская 42 23.Жигулевская НСР0.5 400 334 280 338 32,6 29,6 34,4 32,2

340 316 220 292 23,8 22,3 24,8 23,6

350 370 350 360 262 285 207 283 290 240 230 270 300 298 262 304 28.7 26,5 28,2 32.8 27.4 34.2 33.3 37,1 25,0 44,6 31,2 35.4 27.0 35.1 30,9 35,1

340 320 370 330 340 480 360 330 316 315 381 299 315 397 293 299 295 290 310 230 280 370 290 305 317 308 354 286 312 416 314 311 34.2 31,6 32,0 28.3 46,0 33,9 38,0 36,0 27,8 23.5 33,8 29,4 31,3 24.6 34,1 29,8 30,5 35.8 25,8 43.8 35,4 31,2 36,0 36.9 30,8 30,3 30.5 33.8 37.6 29.9 36,0 34,2

330 319 360 336 35,1 32,1 37.4 34.9

380 375 340 365 29,9 29.2 30.8 30,0

360 293 290 314 36,8 29,0 35.7 33,8

320 390 350 308 266 300 210 300 300 279 319 317 21,3 35,6 29,5 27,6 26,8 27.2 24.6 50. 3 44.2 24.5 37.6 33,6

400 292 300 331 31.0 36,8 35,0 34,3

330 360 24 280 284 28 255 280 27 288 308 22 32,7 31,2 3.1 22.9 31,6 2,7 32, 6 34,9 4,4 29,4 32,6 8,5

Исследуемые сорта были сгруппированы на основе НСР0^ 5 в

три статистические группы: 1 - достоверно выше по величине

урожайности и водоудерживающей способности, чем у стандарта. 2 - не отличающиеся от стандарта по этим показателям. 3-дос-товерно ниже стандарта.

Результаты группировки показывают (табл.6), что прямой связи между уровнем урожайности сорта и показателями водоудерживающей способности листьев не обнаружено. Это подтверждает и ранее сделанный анализ. Однако, высокий уровень урожайности (1 статгруппа) был характерен только для сортов, либо превосходивших сорт Кутулукская по водоудерживающей способности, либо не отличавшихся от нее. К таким сортам, сочетающим высокую урожайность с высоким показателем водоудерживающей способности листьев, относятся Лютесценс 3102, Лю-тесценс 3103, Эритроспермум 3109, Лютесценс 3049, Эритроспермум 3062, Эритроспермум 3106.

Таблица 6

Сочетание в селекционных сортах урожайности и водоудерживающей способности в среднем за три года исследовании.

Поволжский НИИСС. 1987,1991-1992 гг

H Статистическая группа по отношению

п/п Название к сорту Кутулукская в среднем

сорта за три года

по урожайности по водоудерживающей

способности

1 Кутулукская. ст.1 2 2

2 Саратовская 29,ст.2 3 3

3 Лютесценс 801 3 3

4 Кинельская 30 3 1

5 Кинельская 97 3 2

6 Ферругинеум 3048 3 1

7 Лютесценс 3049 2 2

8 Лютесценс 3060 3 2

9 Эритроспермум 3062 2 2

10 Мильтурум 3063 3 2

11 Эритроспермум 3098 3 1

12 Лютесценс 3102 1 2

13 Лютесценс 3103 2 1

14 Эритроспермум 3104 3 2

15 Эритроспермум 3106 2 1

16 Эритроспермум 3109 1 2

17 Эритроспермум 3111 3 2

18 Лютесценс 3117 3 3

19 Лютесценс 3126 2 1

20 Эритроспермум 3128 2 2

21 Эритроспермум 3099 2 2

22 Саратовская 42 3 2

23 1 Жигулевская 3 2

Стабильно высокий уровень урожайности за три засушливые года изучения показали сорта Лютесценс 3102 , Эритроспермум 3109, Эритроспермум 3062. Высокий уровень водоудерживающей способности листьев в различные по типам засухи годам отмечен у сортов Лютесценс 3103. Кинельская 30, Эритроспермум 3104.

Сорта, достоверно уступившие Кутулукской по урожайности (3 статгруппа), составили 59%. Они распределились по водоудерживающей способности следующим образом: в первую стат-группу попало 18 % сортов, во вторую - 27 %, в третью - 14 % Таким образом, из уступивших стандарту по урожайности новых сортов только 31 % их уступал Кутулукской и по водоудерживающей способности.

Все сорта, попавшие в 3 статгруппу по водоудерживающей способности, достоверно уступили стандарту по урожайности. Из сортов с большей величиной оставшейся после завядания воды в листьях, чем у стандарта ( 1 статгруппа ), 57 % уступили Кутулукской по урожайности.

Таким образом, сорта с высокой урожайностью отличались, как правило, и высокой водоудерживающей способностью листьев.

Агробиологическая характеристика перспективных сортов яровой пшеницы. Изучаемый нами материал в процессе селекционной проработки и отборов переходил из малого в конкурсное испытание. В результате этой работы были отобраны лучшие сорта, которые в 1991-1995 гг. проходили изучение в конкурсном испытании и производственном размножении.

В условиях 1991-1994 гг. из ранее прорабатываемого материала изучались 6 сортов: Лютесценс 3050, Эритроспермум 3062. Лютесценс 3095, Лютесценс 3103, Лютесценс 3113 и Лютесценс 3119. Данные по урожайности сортов в сравнении со стандартами в условиях 1991-1995 годов показывают, что два лучших сорта Эритроспермум 3062 и Лютесценс 3103 во все годы испытания достоверно превосходили по урожайности стандарт Жигулевская (сорт полуинтенсивного типа) на 2,1-15,0 ц/га и были на уровне стандарта Кутулукская (интенсивного типа).

Приведем краткую характеристику этих сортов:

Эритроспермум 3062 (LS.W-R.225 / 510В3 // Кутулукс-

кая). Наибольшая урожайность зерна в условиях богары составила 56,4 ц/га по предшественнику чистый пар, по другим предшественникам она составляла в разные годы от 8,4 до 21,6 ц/га, что на 3,6-3,8 ц/га выше Жигулевской и на уровне Куту-лукской ( +0.2 - +1.4 ц/га). В засушливом 1995 г. его урожай составил 8,4 ц/га,что на 1,3 ц/га выше Кутулукской и на 2,0 ц/га выше Жигулевской (таблица 7) . Сорт короткостебельный -стебель 80-90 см длины. Колос призматический, 7-9 см длины. Зерно удлиненное, овальной формы, крупное (масса 1000 зерен 38,1 г), выполненное (натурный вес 800 г/л). Устойчив и вынослив к грибным болезням. Среднеспелый, созревает на 2-3 дня раньше Кутулукской. Имеет высокое качество зерна:содержание клейковины в зерне 32 %. I группа качества, содержание белка - 16, 1%;

Таблица 7

Характеристика сортов яровой пшеницы в конкурсном испытании. Поволжский НИИСС, 1991-1995 гг.

Сорта Годы изучения Масса 1000 зерен, г Поражение болезнями. % Стек-ловид-ность зе^на. Содержание в зерне, % Качество клейковины, группа

бурой ржавчиной мучнистой росой корневыми гни-лями белка сырой клейковины

Эрит- рос- пермум 3062 1991 1992 1993 1994 1995 38.1 44,0 36,8 39,8 5 20 15 0-5 0-5 5 2,6 1.8 4,3 1,2 4,8 74 87 68 89 91 14,8 16.1 14.7 14.1 36,4 41,6 32.1 39, 3 II I II I

Лютес- 1991 42.3 10 20 2,0 85 14,5 41,2 I

ценс 1992 49, 9 15 10 1.6 91 16,8 43. 1 I

3103 1993 41, 0 - - 5.3 71 14, 1 32.8 II

1994 52. 2 - 5 2,4 88 16, 1 39,4 I

1995 1 - - - 6.4 90 - - -

Лютесценс 3103 (Кинельская 40 / Nadadores // Кутулукс-кая). Наибольшая продуктивность зерна получена при размещении сорта по чистому пару - 41,7 ц/га, что на 7,2 ц/га выше стандарта. По другим предшественникам в разные годы урожайность колебалась от 18,1 до 41,7 ц/га, что на 3.5-9,0 ц/га выше Жигулевской и на 0,2-3.3 ц/га выше Кутулукской. Сорт

короткостебельный - высота соломины по годам 70-85 см. Колос веретеновидный, 6-9 см длиной. Зерно крупное ( масса 1000 зерен от 36,2 до 52,2 г). выполненное ( натура 792 г/л).Устойчив к бурой ржавчине, корневым гнилям, слабо поражается мучнистой росой. Среднеранний -созревает на 3-4 дня раньше Кутулукской. Имеет высокое содержание белка (14,5 %) и клейковины (41.2 %) в зерне. В условиях жесткой засухи 1995 г. проявил себя, как высоко засухоустойчивый, его урожайность составила - 18,0 ц/га, что на 1.9 ц/га выше стандарта Куту-лукская.

ВЫВОДЫ

1. Водоудерживающая способность листьев яровой пшеницы положительно связана с полевой оценкой засухоустойчивости и хозяйственно-ценными признаками сортов,что особенно четко проявляется в засушливые годы. Наибольшая масса зерна с главного колоса, боковых побегов и всего растения в целом в условиях засухи формировалась у тех сортов, которые теряли меньше влаги при завядании и больше сохраняли ее в листьях. У этих сортов наблюдалась также наибольшая общая и продуктивная кустистость, более крупный колос главного побега.

2. Сорта с высокой водоудерживающей способностью имели более высокое соотношение сухой массы мякины главного колоса в фазе восковой спелости к этому показателю в фазе цветения.

3. Масса зерна с главного колоса существенно зависела от массы колоса в фазе колошения, которая в свою очередь, имела сильную связь с водоудерживающей способностью листьев.

4. Сорта - стандарты Саратовская 29 и Кутулукская достоверно различались между собой по водоудерживающей способности листьев (в фазе колошения): Кутулукская меньше теряла воды при завядании и больше сохраняла ее в листьях после за-вядания, чем Саратовская 29.

5. Во все годы исследований отмечалась достоверная, средней силы связь водоудерживающей способности сортов с общей длиной их вегетационного периода.

6. Более высокую степень засухоустойчивости проявили сорта, отличающиеся высокой оводненностью листьев в период цветения. Чем больше воды содержалось в листьях в фазу цветения , тем больше ее оставалось в них после завядания.

7. Полученные данные свидетельствуют о возможности сочетания высокого уровня продуктивности и засухоустойчивости у яровой пшеницы. Поэтому показатель водоудерживающей способности может быть использован в селекционном процессе для дифференциации линий и сортов по степени засухоустойчивости относительно стандартов дополнительно к полевому методу.

8. Высокий уровень урожайности был характерен только для сортов, либо превосходивших Кутулукскую по водоудерживающей способности, либо не отличавшихся от нее.

• К таким сортам, сочетающим высокую урожайность с высокой засухоустойчивостью, относятся Лютесценс 3049, Эритроспермум 3062, Лютесценс 3102, Лютесценс 3103. Эритроспермум 3106 и Эритроспермум 3109.

9. Все сорта, достоверно уступившие стандарту по водоудерживающей способности, достоверно уступили ему и по урожайности. Сорта с высокой урожайностью отличались, как правило, и высокой водоудерживающей способностью листьев.

10. По результатам изучения в 1991-1995 гг. перспективными сортами, выделившимися из изучаемого нами материала, являются Эритроспермум 3062 и Лютесценс 3103. Они характеризуются, как интенсивные, короткостебельные, с урожайностью зерна до 41,7 и 56,4 ц/га. В то же время их отличает высокая засухоустойчивость и выносливость к другим стрессовым факторам внешней среды.

11. За период проведения исследований при участии автора созданы сорта яровой пшеницы Эритроспермум 23 (авторство 5 % ), Средневолжская (авторство 10 % ), Кинельская 59 (авторство 5 %), Кинельская 97 (авторство 5 %), Кинельская 60 (авторство 5 %). Сорт Кинельская 59 с 1995 г. введен в реестр сортов для 7-го региона РФ, а сорт Кинельская 60 проходит государственное испытание с 1995 г.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Результаты исследований позволяют рекомендовать селекционным учреждениям лесостепи Среднего Поволжья:

- использовать показатель водоудерживающей способности листьев как дополнительный к полевой оценке засухоустойчивости сортов; причем, наиболее эффективным является определение процента оставшейся после завядания воды в листьях по отношению к их сырой массе;

- в качестве стандарта по засухоустойчивости при селекции сортов интенсивного типа использовать сорт Кутулукская. полуинтенсивного типа - Саратовская 29;

- продолжить изучение перспективных сортов в конкурсном испытании Поволжского НИИСС;

- размножить и передать в 1996-1998 гг. в государственное испытание новые сорта мягкой яровой пшеницы Эритроспермум 3062 и Лютесценс 3103.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Кинельская 59 - это вафли и пряники // Степные просторы,- 1994. N 6(в соавторстве).

2. Авторское свидетельство на сорт пшеницы яровой Кинельская 59 N 6607 приказ Государственной комиссии Российской федерации по испытанию и охране селекционных достижений. К 30 от 5 мая 1995 г. (5%).

3. Использование водоудерживающей способности листьев в селекции яровой пшеницы на засухоустойчивость в условиях лесостепи Среднего Поволжья // С.-х. биология . N 1. 1 996,-с.18-24 (в соавторстве).