Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Морфологические параметры, биохимические и технологические свойства голозерного ячменя для селекции в условиях Кемеровской области

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Морфологические параметры, биохимические и технологические свойства голозерного ячменя для селекции в условиях Кемеровской области"

,<п /

На правах рукописи

МАЛАШКИНА МАРИЯ СЕРГЕЕВНА

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ, БИОХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОЛОЗЁРНОГО ЯЧМЕНЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 06 01 05 - Селекция и семеноводство

Автореферат

диссертация на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Санкт - Петербург 2008

003168424

Работа выполнена на кафекдре ботаники в ГОУ ВПО Кемеровский государственный университет

Научный руководитель доктор биологических наук,

профессор кафедры ботаники Заушинцена Александра Васильевна

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор биологических наук, профессор Пыжинков В. И.

Кандидат биологических наук Ковалева О. Н.

ГНУ СО РАСХН « ниисх Северного Зауралья»

Защита состоится 14 мая 2008 года в 12 часов на заседании диссерыционного совета Д 006 041 01 при ГНУ ГНЦ Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства имени НИ. Вавилова по адресу 190000, Санкт-Петербург, ул Большая Морская, 44

С диссертацией .можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ГНЦ РФ Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н И Вавилова

Автореферат разослан «апреля 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук

Вера Алексеевна Гаврилова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы исследования

Одним из основных критериев внедрения в производство сортов зерновых культур, является фактор экологической и экономической эффективности В последнее десятилетие в очередной раз возник интерес к выращиванию голозерного ячменя Он продиктован уникальностью таких сортов -повышенным содержанием белка и незаменимых аминокислот, высокой стекловидностью и натурой зерна, повышающих спрос для переработки на пищевые цели крупу, муку и др

В Сибири выведено 4 сорта Омский голозерный 1, Оскар, Омский голозерный 2, Арчекас Три первых из них успешно прошли государственное испытание и включены в Госреестр сортов, допущенных к возделыванию в производстве В структуре посевных площадей они занимают только около 2500-3000 га Результаты государственного испытания на территории Кемеровской области свидетельствуют о том, что в зависимости от влагообеспеченности зоны и технологической дисциплины урожай зерна голозерных сортов в среднем за три года (2004-2006 гг) составлял от 62,4% (Барачатский ГСУ) до 91,6% (Мариинский ГСУ) по отношению к пленчатым Они не соответствуют по своим физиологическим, технологическим и хозяйственным параметрам суровым природно-климатическим условиям региона и не гарантируют стабильное получение зерна. Поэтому исследования, направленные на изучение мирового генофонда голозерного ячменя в условиях Сибири, выявление генетических источников ценных биологических, технологических свойств и хозяйственных признаков с дальнейшим использованием в селекционных программах по выведению новых сортов актуальны.

Цель исследований - изучение изменчивости морфологических, технологических, физиологических и биохимических свойств у сортов голозерного ячменя. Задачи исследований:

- изучить линейные параметры зерновки образцов голозерного ячменя,

- определить засухоустойчивость, солевыносливость сортов на стадии проростков зерна,

- определить степень травмируемости (обрушение зародыша и образование трещин плодовой оболочки),

- выяви гь уровень восприимчивости сортов к семенной инфекции,

- оценить перспективность использования сортов для селекционной работы по технологическим и биохимическим показателям крупность, выровненность, масса 1000 зерен, натура зерна, стекловидность, содержание белка и лизина в зерне;

- выделить и рекомендовать для использования в практической селекции источники ценных биологических и технологических свойств,

- оценить новые голозерные линии по комплексу свойств и признаков,

Л

- разработать элементы программы селекции голозерного ячменя на повышение физиологических, технологических свойств и признаков

Научная новизна

Впервые в условиях Кемеровской области определены факторы, ограничивающие расширение посевных площадей под сортами голозерного ячменя выбиваемость зародыша (3,5-12,0%), инфекционная пятнистость зерновки (5-45%), сильная восприимчивость к семенной инфекции Ustilago hordei (Pers ) et Kell - 6-41%; Hehnmthobpormm sativum P et В - 8-70%, грибы рода Fusarium - 11-74%, Alternaría hordei Saw - 15-35%

Изучена и ранжирована по физиологическим, технологическим и биохимическим свойствам с выделением источников, пригодных для использования в практической селекции, коллекция голозерных сортов ячменя Создан качественно новый исходный материал с высокими технологическими и биохимическими показателями зерна

Прак!ичсская значимость работы

Использование морфологических, физиологических, биохимических методов оценки исходного материала позволило выделить и рекомендовать для практического использования в селекции голозерного ячменя следующие источники

с оптимальной формой зародыша (25673/73 из Германии) и зерновки (Алар-Эрд-Эне из Монголии, Нога из Нидерландов, 1218-524 из Чехии, S- 257 из Мексики),

с лучшим развитием и интенсивностью работы (>1,0) зародышевых корней (Апар-Эрд-Эне, 1218-524),

с высокой солевыносливостью (Алар-Эрд-Эне из Монголии, Korona Zaschego из Польши, Morrell из Австралии),

с высокой засухоустойчивостью (Кагап-3, Кагап-18 из Индии, Condor из Канады, S-257 из Мексики),

с высокой жизнеспособностью (S-257, Кагап-3, Апар-Эрд-Эне, Namoi), с повышенной (681-720 г/л) и высокой (>720 г/л) натурой зерна (Омский голозерный 1, Нога, Алар-Эрд-Эне, Namoi, Morrell),

с высокой стекловидностью (90-100 %) (Белорусский 76, Кагап-18, Morrell и др )

В результате скрещивания голозерных сортов (Нога, Condor) с высокопродуктивными пленчатыми (Эльф, Петр) созданы перспективные селекционные формы с более высокой крупностью зерна (на 26,5-32,1%), жизнеспособностью (на 11,7-21,6%), стекловидностью (на 16,0-26,0%) и массой зерна с 1м2 (на 8,5-49,6%), чем у стандартного сорта Омский голозерный 1 КМ 75, КМ 76 (Соп0огхЭльф), КМ 78, КМ 80 (KondorxneTp), КМ 84 (НогахЭльф), КМ 87 (ЭльфхСоЫог)

Положения, выносимые на защиту:

1 Причинами, ограничивающими расширение посевных площадей и внедрение голозерных сортов ячменя в производство, являются, выбиваемость зародыша, инфекционная пятнистость зерновки, сильная восприимчивость к семенной инфекции, недостаточная устойчивость к эдафическому стрессу (засуха, засоление почв), низкая зерновая продуктивность

2 Выделенные из коллекции генофонда ВИР источники с высокими адаптивными, технологическими свойствами и высоким качеством зерна послужат базой для реализации программы селекции голозерного ячменя

3 Использование в скрещиваниях высокотехнологичных голозерных и пленчатых сортов ячменя позволяет создавать качественно новый исходный материал для селекции.

Апробация результатов исследования.

Основные положения диссертации доложены на заседаниях научно-методического семинара «Генетико-селекционные и физиологические методы исследований в селекции растений», Кемеровского Отделения Русского ботанического общества (г Кемерово, 2006 г), на 10-й генетико-селекционной школе СО РАСХН (г Новосибирск, апрель 2007 г.), на заседании кафедры ботаники КемГУ (ноябрь 2006 г., октябрь, ноябрь, 2007 г), на IV Международной научно-практической конференции «Наука и инновации агропромышленного комплекса» (г Кемерово, октябрь 2007 г.) Публикации. По материалам исследований опубликовано 6 печатных работ, в том числе две в изданиях, рекомендованных ВАК

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 11 рисунков, 13 приложений Состоит из введения, 5 глав, выводов, практических рекомендаций. Список литературы включает 142 работы, в том числе 54 иностранных исследователей

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Развитие исследований по голозерному ячменю (обзор научной

литературы)

В этой главе приведено теоретическое обобщение научной литературы, посвященное систематике, происхождению, хозяйственной значимости голозерного ячменя. Показано значение адаптивности ячменя к комплексу эдафических стрессов, изменчивость биологических и технологических свойств в зависимости от условий выращивания, пути улучшения свойств и признаков в селекционном процессе. Значительная часть главы посвящена методам оценки физиолого-биохимических и технологических свойств зерна

2. Условия, материал и методы исследований

Анализ природно-климатических ресурсов Кемеровской области показал, что они вполне отвечают агроэкологическим требованиям ярового ячменя по плодородию почв, тепло- и влагообеспеченности, продолжительности вегетационного и безморозного периода

Полевые опыты заложены и проведены в селекционном трехпольном севообороте на опытном поле Кемеровского государственного университета в 2005-2007 гт Почва - выщелоченный чернозем, тяжелосуглинистый по гранулометрическому составу

Погодные условия в годы исследований были различными как по температурному режиму, так и по влагообеспеченности Формирование, налив и созревание зерна благоприятно происходили в 2005 г и 2007 г, а 2006 г характеризовался существенным недостатком (20,5%) влаги в период кущения и переувлажнением в период налива и созревания

Объектом исследований были голозерные сорта из мировой коллекции ячменя ГНУ ГНЦ Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им НИ Вавилова

Учеты и наблюдения в коллекционном и селекционном питомниках проводились согласно апробированным и общепринятым методикам Методические указания по изучению мировой коллекции ячменя и овса (1981), Международный классификатор СЭВ рода Hordeum L (пород Hordeum) (1983), Методика государственного испытания сельскохозяйственных культур (1985), Методические указания по изучению устойчивости зерновых купьтур к корневым гнилям (Григорьев, 1976) Технологические свойства семян определяли согласно существующим Государственным стандартам

Для обработки и анализа экспериментальных данных использовали методы дисперсионного и корреляционного анализов (Доспехов, 1985) Расчеты статистических показателей производили на ПК «Пентиум IV» при помощи программ «Excel» и «Statistica 5 1».

3. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ И УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К ЭДАФИЧЕСКОМУ СТРЕССУ НА РАННИХ ЭТАПАХ РАЗВИТИЯ

3.1. Лшн'ниые nnpaueipbi и форма семян у голозерных сор юн ячменя

Для характеристики сорта имеет значение форма зерновки. Форма может быть: 1 - удлиненной, 2 - эллиптической, 3 - ромбической, 4 - округлой Предпочтение отдается сортам с эллиптической формой зерновки Это особенно важно для голозерных форм, при создании которых надо стремиться, чтобы зародыш не выходил за пределы зерновки (Ходьков, 1985) Важное значение имеют его размеры От этого зависит степень травмируемости и качество подработки на сортировальных машинах Если зародыш сильно

выпячивается за пределы зерновки, то возникает высокая опасность его выбивания в процессе обмолота колосьев и подработки на семяочистительных машинах Крупные зерновки легче отделить от семян сорной растительности

В среднем по опыту за три года (2005-2007 гг.) длина зерен составила 8,4 мм, ширина -3,5 мм, толщина -2,6 мм У стандартного сорта Омский голозерный 1 эти показатели были близки к среднему значению по опыту 9,2 мм, 3,6 мм, 2,6 мм соответственно (табл.1)

Таблица 1 Линейные параметры и форма зерновки у сортов голозерного ячменя (Кемерово, 2005-2007 гг )

Номер по каталогу ВИР Сорт Разновидность Линейные параметры, мм Форма зерновки

длина ширина толщина

30919 Омский голозерный 1 (стандарт) nudum 9,2 3,6 2,6 эллиптическая

27080 Белорусский 76 nudum 8,1 3,7 2,7 эллиптическая

27730 95683/73 nudum 7,2 3,8 2,8 ближе к округлой

26926 Нога nudum 8,3 3,7 2,9 эллиптическая

30036 Condor nudum 7,4 3,4 2,8 удлиненная

29415 Алар-Эрд-Эне, cocleste 8,7 4,0 2,8 эллиптическая

НСР„5 0,52 0,31 0,14

Несколько укороченной (7,4-8,3 мм) по сравнению со стандартным сортом Омский голозерный 1 (9,2 мм), но более утолщенной зерновкой (2,8 мм против 2,6 мм) характеризуются сорта. Condor (Канада), S-257 (Мексика)

У 6,6% сортов, в том числе у стандарта форма зерновки была эллиптической, у 4,8% - ромбической, у 23,8% - удлиненной Из коллекции выделен образец с укороченной зерновкой (7,2 мм) достаточной ширины (3,8 мм) и максимальной толщины семян (2,8 мм) Это образец 95683/73 (К-27730) из Германии Он будет иметь уникальное значение для практического использования в селекции голозерного ячменя.

3.2. Развщ не зародышевых корней у голозерных сортов ячменя

От числа и степени развития корней в первую очередь зависит интенсивность развития надземной части растений, их биологическая и хозяйственная продуктивность, устойчивость к почвенным стрессам и благополучное протекание физиолого-биохимических процессов на уровне всего растительного организма (Климашевский, 1991; Ведров, 1974 и др) Максимальным числом зародышевых корней, близким к средним показателям

пленчатых сортов ячменя (5-8), обладали 80,9 % сортов. Выделено 6 выдающихся сортов, у которых может появиться по 7-8 зародышевых корней (табл 2) Это на 17,5-20 % больше, чем в среднем по опыту и в сравнении со стандартным сортом Омский голозерный 1 (6-7 корней)

Изменчивость их длины была высокой (СУ=47,2%) У сорта Омский голозерный 1 они хорошо развиты и достигают на 7 сутки 16,3 см На этом же уровне показатели у сортов К-23007 (Дания), 1^ашо1 (Австрия), Мас^г Рос!Ьа!а (Польша), но достоверно выше - у сорта Алан- Эрд- Эне (Монголия)

По сухой массе корней у 100 проростков средний показатель по опыту составил 1,03 г, по сухой массе надземной части - 1,00 г Интенсивность работы корневой системы по накоплению надземной массы варьировала от 0,5 до 1,7 единиц, что, возможно, отражает существенные различия по физиологической активности корней на ранних этапах росга Выше 1,0 интенсивность работы корней отмечена у 6 сортов, включая Омский юлозерный 1. Достоверное приемущество имели сорта 1218-524 (Чехия) и Алар-Эрд- Эне (Монголия)

Таблица 2 Развитие зародышевых корней у голозерных сортов ячменя, (Кемерово, 2005-2007 гг )

> Номер по каталогу ВИР Сорт Происхождение Число зародышевых корней Длина зародышевых корней, см Масса, г Интенсивность работы корней системы

100 корней Надземная 1 вегетативная

30919 Омский голозерн ый 1 Омская обл 6,6 16,3 1,0 1,1 1,1

30440 К-23007 Дания 7,1 14,2 0,7 0,7 1,0

28292 Westen dorf Tirol Австрия 7,0 11,4 0,9 0,8 0,9

26926 Нога Нидерланды 7,8 13,8 1,2 1,0 0,8

29911 Nadgiz Podhala Польша 8,8 15,1 1,2 1,0 0,8

30286 Morrell Авпрачия 7,1 10,8 1,2 1,5 1,2

HCPos 1,1 2,3 0,11 0,11

3.3. Засухоустойчивость и солсвыносливость растений го позорною ячменя

В числе эдафических стрессов исследователи выделяют почвенную засуху и засоленность почв Засуха ограничивает ростовые процессы, кущение, листовую поверхность, формирование узловых корней (Сурин, Ляхова, 1993) Мониторинг коллекции голозерного ячменя на устойчивость к засухе по гидролизу стаюлитного крахмала на кончике корня (Баданова, Левина, 1976), показал, что 33,2 % сортов - засухоустойчивые

Известно, что почвенное засоление ограничивает рост и развитие растений и ведет к снижению их продуктивности Поэтому актуальна селекция растений на солевыносливость (Петункина и др, 2001). В ходе изучения коллекции голозерного ячменя выяснилось, что сорт Омский голозерный 1 относиться к группе средне солевыносливых В числе высоко выносливых к засолению выделены. Алар-Эрд-Эне (Монголия), Morrell (Австралия), 1218-524 (Чехия), выносливых - S-257 (Мексика), 95683/73 (Германия), К-23007 (Дания), Korona Zaschego (Польша), Белорусский 76 (Беларусь)

Таблица 3 Ранжирование сортов голозерного ячменя по уровню засухоустойчивости

Ранг засухоустойчивости Число сортов, % Название сорта и происхождение

Засухоустойчивые (2-6 %) 33,2 95683/73 (Германия), Condor (Канада), CJ - 11073 (Перу), S - 257 (Мексика), Кагап - 3, Кагап - 18 (Индия)

Среди езасухоустойчивые (7-17%) 39,0 Омский голозёрный 1 (Омская обл), Бечорусский -76 (Беларусь), Westen dorf Tirol (Австрия), Olga (Мексика), Morrell (Австралия), Алар-Эрд-Эне (Monro чия), 1218-524 (Чехия), Кагап - 4 (Индия),

Слабозасухоустойчивые (18-23 %) 5,7 Nadgiz Podhala (Польша)

Не устойчивые к засухе (>23 %) 22,0 К - 23007 (Дания)Когопа Zascytgo (Почьша), Shonkin (США), Namoi (Австралия),

3.4. Жизнеспособность семян у голозерного ячменя

Одним из критериев адаптивности сорта могут быть посевные качества, в том числе жизнеспособность семян, выращенных на той или иной территории Она косвенно свидетельствует о полноценности физиолого-биохимических процессов, протекающих в зародыше семени к окончанию созревания В селекции голозерного ячменя оценка исходного материала по этому показателю расширит возможности научно обоснованного подбора пар для скрещивания.

Таблица 4 - Жизнеспособность семян у сортов голозерного ячменя

Годы В среднем по опыту Предел значений (Xmin - Xmax)

2005 89,4 70-90

2006 74,3 60-100

2007 84,3 69-96

В среднем по опыту в 2005 г жизнеспособность семян составила 89,4 % и варьировала от 70,0 % (95683/73) до 100 % (Namoi, Korona Zaschego, S-257,

Алар-Эрд-Эне) В 2006 г она снизилась на 15 % Это связано с отклонениями в гидротермимеском режиме в период созревания семян - затяжными дождями и пониженными температурами (до - 1,4 °С). В 2007 году условия погоды складывались несколько мягче - (достаточное количество тепла в период вегетации растений не лимитировало формирование зерна, и жизнеспособность повысилась на 9,9 %) В качестве генетических источников с достаточно высокой жизнеспособностью (90,8 - 96,7%) можно рекомендовать следующие сорта Namoi (Австралия), Nagiz Podhala (Польша), S-257 (Мексика), Алар-Эрд-Эне (Монголия), Кагап-3 (Индия)

На жизнеспособность голозерною ячменя прямое влияние оказывают такие факторы, как характер расположения зародыша в зерновке (Цандекова, 2005), степень его выбиваемости, трещины на поверхности эндосперма, глубина брюшной бороздки Они в совокупности являются резерваторами семенной инфекции, которая приводит к потере силы роста, гибели проростков Анализ характера расположения зародыша позволил выделить 12 сортов (66,7%) с округлой формой, расположенной в пределах зерновки (Омский голозерный 1, Кагап - 3, Кагап - 4 и др ) что, на наш взгляд, может, хотя бы частично, защитить ее от механической травмируемости

Самые низкие показатели выбиваемости зародыша (3,5-6,6 %) имели 22 % сортов в том числе Омский голозерный 1 (Омская обл), Беюрусский 76 (Беларусь), Кагап 3, Кагап 4, Кагап 18 (Индия) Ширина брюшной бороздки у 38,9% сортов была узкой неглубокой Morell (Австралия), Westen dorf Tirol (Австрия), С 1. 11073 (Перу), Алар-Эрд-Эне (Монголия), Кагап 3, Кагап 4, Кагап 18 (Индия) Визуальная оценка материала позвочила выявить 4 сорта, которые не имели трещин- Nadgiz Podhala (Польша), Condor (Канада), Кагап 3, Кагап 4 (Индия)

3.5. Восприимчивость сорюв roioicpiioro ячменя к семенной инфекции

Острая необходимость контроля фитосанитарного состояния семян голозерного ячменя продиктована не только тем, что он не защищен от некоторой доли инфекции толстыми пленками, как у пленчатых сортов, но и тем, чго в структуре посевных площадей в Кемеровской области из 744,3 тыс. га, огведенных под производство зерновых и зернобобовых культур, 75,5 % в 2007 г. было занято яровой мягкой пшеницей и ячменем.

Как известно, эти виды растений сильно поражаются общими для них возбудителями болезней, такими, как фузариозы, гельминтоспориозы и другие (Буренок, 1975, Чулкина, 1983; 1987, 1991)

В ходе экспериментальной идентификации возбудителей семенной инфекции выявлены следующие патогенны Ustilago hordei (Pers) et Kell, Fusarium oxysporum Schlecht, Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc, Helmintosponum sativum P et В, Alternaria hordei Saw Размах варьирования по степени заспорения семенного материала каменной головней составил от 43 % до 92 %

и

Размах поражения семян темно-бурой пятнистостью достигал 59 - 94%, грибами рода Fusarium от 38-86 % Альтернариозы могут поражать от 9 % до 95% семян голозерного ячменя, что в совокупности с другими патогенами представляет опасность для нормального развития зародыша на стадии прорастания Это, является существенным ограничивающим фактором лабораторной и полевой всхожести, сохранности растений к уборке, а в конечном счете - зерновой продуктивности и ее качества

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА У ГОЛОЗЕРНОГО ЯЧМЕНЯ

4.1. Выровненное!ь и масса 1000 зерен у сортов юлозерною ячменя

Выровненность зерна - это однородность по их форме и размерам. Косвенно она отображает его крупность Крупное или средней крупности зерно легче перерабатывать, особенно на крупу. В этом случае получается высокий выход крупы и лучшее качество продукции Наиболее ценным является зерно, остающееся при просеивании его через сито с отверстиями 2,5 х 20 мм. Для первого класса содержание крупных зерен должно быть не менее 85%, для второго класса - не менее 60%

Судя по результатам исследований, крупность семян сильно подвержена влиянию погодных условий. В 2005 г она составила в среднем по опыту - 54,4 %, в 2006 г - 51,1 %, а в 2007 г - 52,6 % Не выявлено сортов голозерного ячменя соответствующих первому классу По сходу со смежных сит на уровне первой группы за три года исследований выделено 47,6% сортов, в том числе. Namoi, Morrell, Нога, Condor и др В группе со средней выровненностью зафиксировано 33,3% сортов Белорусский 76, Schonkin, Karan 3, Karan 4 и др. Косвенным показателем крупности зерна является масса 1000 зерен В среднем за 2005-2007 гг она составила 40,4 г и варьировала от 30,9 г (С J 11073), до 55,0 г (Алар-Эрд-Эне), но при этом у 66,7 % сортов не превысила 40,0 г У сорта Омский голозерный 1 в среднем составила 48,1 г. Достоверные отличия в лучшую сторону во все годы исследований имел лишь один сорт Алар-Эрд-Эне (Монголия) По этому признаку он превысил стандарт на 10,0-21,7 % и может быть источником высокой массы 1000 зерен. Вместе с тем такие показатели не подтверждают высокой крупности зерна, по значениям которой сорт отнесен ко второму классу. По выровненности (82,4-89,0 %) он отвечает требованиям первой группы (ГОСТ -5060-49).

Расчет коэффициентов корреляции между выраженностью признаков массы 1000 зерен и крупности зерна, а так же его выравненное™ у изучаемого набора голозерного ячменя не показал тесной зависимости (г=0,47-0,51).

4.2. Натура зерна

Это достаточно простой метод оценки качества зерна, характеризующий его достоинства для использования в переработке на крупу, муку, другие

продукты питания. Натура зерна определяет его плотность (Юсов, Евдокимов, 2002)

Как показали исследования, признак натуры зерна у голозерных сортов ячменя сильно изменчивый Коэффициент вариации в зависимости от погодных условий составил от 78,3% до 83,1% Практическую значимость для селекции имеют сорта со стабильно высоким проявлением признака во все годы исследований (табл 5) Омский голозерный 1 (стандарт), Нога (Нидерланды), Westen dorf Tirol (Австрия), Алар-Эрд-Эне (Монголия), Namoi (Австрапия), Morrell (Австралия)

В научной литературе имеется не мало сведений о том, что натура зерна положительно коррелирует с массой 1000 зерен, белковостью и другими технологическими признаками (Неттевич и др, 1981, Пивоваренный ячмень, 2000) Расчет коэффициентов корреляции между этими признаками у изучаемых голозерных сортов не подтвердил существенной зависимости Коэффициент корреляции между натурой зерна и массой 1000 зерен составил +0,24 ±0,02, между натурой зерна и содержанием белка в зерне +0,35±0,08.

Таблица 5 Источники высокой натуры зерна (Кемерово, 2005-2007 гг )

Номер по каталогу ВИР Сорт Происхождение Натура зерна, г/л

2005 г 2006 г 2007 г среднее

30919 Омский голозерный 1 (стандарт) Омская обл 715 710 750 725

30796 Ц-992837 Красноярский кр 690 762 762 738

30440 К-23007 Дания 690 740 690 707

26926 Нога Нидерланды 735 740 704 726

28292 Westen dorf Tirol Австрия 710 735 732 726

29415 Алар-Эрд-Эне Монголия 705 710 786 734

30284 Namoi Abu рал ия 715 730 726 724

30286 Morrell Австралия 740 780 726 749

HCPos 44 2 37,3 41,9

Вероятно, это связано не столько с индивидуальными особенностями сортов в изучаемой коллекции, сколько с тем, что голозерный ячмень не так интенсивно подвергнут за прошедшие десятилетия изменению в процессе селекционных технологий, как пленчатый

4.3< Стекловидное! ь зерна

Стекловидность характеризует структурно-механические свойства, которые зависят от плотности упаковки в эндосперме крахмальных зерен и сцементированности их с белками зерна Стекловидное зерно отличается более высокой белковостью, повышенными питательными свойствами (Быковец,

1949, Ходьков, 1985). При производстве крупы и муки из голозерного ячменя предпочтение отдается стекловидномузерну, так как оно позволяет получать продукты лучшего товарного вида (Коданев, 1964)

В ходе анализа выявлено, что в среднем по опыту стекловидность была практически на одном уровне в 2005 г (67,2 %) и в 2006 г (65,8 %), а в 2007 г -даже снизилась на 3-5 % Выделено 5 источников высокой стекловидности Белорусский 76, Омский голозерный 1 (стандарт), Westen dorf Tirol, Алар-Эрд-Эне, Karan-18, Могге]](табл 6)

Таблица 6 Источники высокой стекловидности зерна (Кемерово, 2005-2007 гг )

11омер по каталогу ВИР Сорт Происхождение Стекловидность,зерна %

2005 г 2006 г 2007 г среднее

30919 Омский голозерный 1 (стандарт) Омская обл 70 80 60 70

27080 Белорусский 76 Беларусь 90 100 80 90

28292 Westen dorf Tirol Австрия 90 100 80 90

29415 Алар-Эрд-Эне Монголия 95 50 90 95

28960 Karan-18 Индия 100 100 100 100

30286 Morrell Австралия 80 100 100 93

Особую значимость имеет индийский сорт Karan -18, характеризующийся стабильно высокой стекловидностью (100%) в сочетании с высоким содержанием белка в зерне (17,5%)

4.4. Содержание белка и лизина в зерне

Привлечение новых источников в селекцию на повышение качества продукции было и остается актуальным

В 2005 - 2007 гг. содержание белка у контрольного сорта Омский голозерный 1 изменялось от 13,8 % до 14,6 % . В среднем за три года оно составило 14,2 %, а среднее содержание лизина - 3,4 % Устойчиво ниже эти показатели были у сорта Алар - Эрд - Эне из Монголии (13,2 % и 3,2 % соответственно) Остальные образцы сформировали по 14,3 -17,6% белка в зерне По содержанию лизина существенных различий в среднем по годам практически не обнаружено Важное практическое значение имеет выход белка и лизина с единицы площади (табл 7). Чем выше выход белковых веществ, тем экономически выгоднее использовать зерно для приготовления кормов Он зависит от зерновой продуктивности сорта В связи с этим только два высокобелковых сорта (Karan 4, Condor) достоверно превысили по выходу белка (на 14,3 % - 15,0 %) стандартный сорт.

и

Таблица 7 Выход белка и лизина с единицы площади (Кемерово, 2005-2007 гг )

Номер по каталогу ВИР Сорт Масса зерна, г/м2 Содержание, % Выход, г/м1

белок лизин беток лизин

30919 Омский голозерный 1 (стандарт) 511 14,2 3,4 72,5 17,3

27456 1218-524 329 17,4 4,4 56,0 10,9

28960 Кагап-18 270 17,5 3,3 47,2 8,9

28958 Кагап-4 464 17,6 3,3 81,7 15,3

НСР„5 56,3 8,1 3,7

5. ПРОГРАММА СЕЛЕКЦИИ ГОЛОЗЕРНОГО ЯЧМЕНЯ И ОЦЕНКА СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПО ВОСПРИИМЧИВОСТИ К СЕМЕННОЙ ИНФЕКЦИИ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ

5.1. Про1рамма селскшш голозерного ячмени

Изучение коллекции в условиях Кемеровской области показало ряд существенных недостатков у сортов голозерного ячменя, которые препятствуют широкому внедрению его в производство С учетом полученных результатов разработана программа селекции, направленная на выведение сортов с устойчивой зерновой продуктивностью за счет оптимизации морфологических параметров зерновки, повышения иммунитета к фитопатогенам, адаптивности к почвенно-климатическим стрессам, улучшения технологических и биохимических свойств зерна В диссертации отражены основные элементы программы и предложены источники ценных свойств и признаков для ее реализации

Результаты оценки селекционного материала по восприимчивости к семенной инфекции и тсхноло1ичсским свонстам зерна

В результате скрещивания голозерных сортов (Нога, Condor) с высокопродуктивными пленчатыми (Эльф, Петр) созданы перспективные селекционные линии с более высокой крупностью семян (на 26,5 - 32,1 %), жизнеспособностью (на 11,7 - 21,6 %), стекловидностью (на 16,0 - 26,0 %) и массой зерна с 1 м2 (на 8,5 - 49,6 %), чем у стандартного сорта Омсхий голозерный 1 Это образцы - КМ 75, КМ 76 (Condor х Эльф), КМ 78, КМ 80 (Condor х Петр), КМ 84 (Нога * Эльф), КМ 87 (Эльф х Condor) и другие

ВЫВОДЫ

1. Выявлена оптимальная форма зерновки и зародыша, позволяющие уменьшить его выбиваемость при обмолоте и подработке зерна С оптимальной формой зародыша выделен образец 95673/73 (Германия) и с оптимальной формой зерновки Алар - Эрд - Эне (Монголия), Нога (Нидерланды), 1218 -524 (Чехия), S-257 (Мексика),

2 В условиях солевого стресса у голозерных форм ячменя выявлена депрессия по числу (9,8 %) и длине (15,8 %) зародышевых корней, по длине первых листьев (33,7 %), которая приводит к снижению общей массы проростков (на 21,4 %) и препятствует адаптивности растений Генетическими источниками высокой солевыносливости являются (Алар - Эрд - Эне из Монголии, Korona Zaschego из Польши, Morrell из Австралии),

3 Выявлена высокая восприимчивость сортов к семенной инфекции. Ustilago hordei (43 - 92 %), Helminthosporium sativum (59 - 94 %), грибы рода Fusarium (38-86 %), Alternaria hordei (9 - 95 %)

4 В результате проведенного изучения выделены источники технологических свойств голозерного ячменя

с лучшим развитием и интенсивностью работы (> 1,0) зародышевых корней (Алар - Эрд - Эне), 1218 - 524);

- с высокой засухоустойчивостью (Кагап -3, Кагап -18 из Индии, Condor из Канады, S - 257 из Мексики и др)

- с высокой жизнеспособностью (S - 257, Кагап -3, Алар - Эрд -Эне, Namoi),

- с повышенной (681 -720 г/л) и высокой (> 720 г/л) натурой зерна (Омский голозерный 1, Кагап -3, Нога, Алар - Эрд - Эне, Namoi, Morrell),

- с высокой стекловидностью (90 - 100 %) (Белорусский 76, Кагап -18, Morrell и др),

- с высоким содержанием белка (16,6 - 17,8 %) в зерне (25683 / 73, 1812 - 524, Кагап -4, Кагап -18 и др )

5. В результате скрещивания голозерных сортов (Нога, Condor) с высокопродуктивными пленчатыми (Эльф, Петр) созданы перспективные образцы с более высокой крупностью зерна (на 26,5

- 32,1 %), жизнеспособностью ( на 11,7 - 21,6 %), стекловидностью (на 16,0 - 26,0 %) и массой зерна С 1 м2 (на 8,5 - 49,6 %), чем у стандартного сорта Омский голозерный 1. Это образцы - КМ 75, КМ 76 (Condor х Эльф), КМ 78, КМ 80 (Condor х Петр), КМ 84 (Нога х Эльф), КМ 87 (Эльф * Condor) и другие.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ

1 В селекции голозерного ячменя на повышение продуктивности, биохимических и технологических свойств использовать выделенные в ходе исследований генетические источники Омский гопозерный 1 (К-30919, Омская обл), 25683/73 (К-27730, Германия), Нога ( К-26926, Нидерланды), 1218/524 (К-27456, Чехия), Алар- Эрд-Эне (К - 29415, Монголия), Кагап-3 (К- 28957, Индия), Кагап-18 (К- 28957, Индия), Condor (К - 30036, Канада), S - 257 (К-28017, Мексика) и др

2 Для повышения иммунитета к болезням и продуктивности в систему скрещиваний включать обязательно иммунные и высокопродуктивные сорта пленчатого ячменя

3 Для выведения новых сортов использовать полученные в результате гибридизации голозерных и пленчатых сортов перспективные образцы с более высокой крупностью семян (на 26,5 - 32,1 %), жизнеспособностью (на 11,7 - 21,6 %), стекловидностью (на 16,0 - 26,0 %) и массой зерна с 1 м2 (на 8,5 - 49,6 %), чем у стандартного сорта Омский голозерный 1 Это образцы - КМ 75, КМ 76 (Condor * Эчьф), КМ 78, КМ 80 (Condor * Петр), КМ 84 (Нога х Эльф), КМ 87 (Эльф х Condor) и другие

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 А В Заушинцена, Малашкина, М С, Е В Чернова Восприимчивость сортов голозерного ячменя к семенной инфекции // Аграрный вестник Урала - Екатеринбург, 2007.- №6.- С. 53-54

2 А. В Заушинцена, Малашкина, М. С , Е В Чернова Сравнительная характеристика двурядных и многорядных сортов голозерного ячменя // Вестник КрасГАУ, 2007,- № 6. -С 66-71

3 Малашкина, М С. Изменчивость натурной массы семян у сортов голозерного ячменя / М С Малашкина [текст] // Образование, наука инновации, вклад молодых исследователей Материалы II (XXXIV) Междунар научно- практ конф студентов, аспирантов и молодых ученых - Кемерово, 2007.-Т.1,- С 347-349

4 Малашкина, М. С Стекловидность у голозерного ячменя в условиях Западной Сибири/ М С Малашкина, А В Заушинцена, Е В Чернова [текст] //VI Международная научно- практ конференция «Наука и инновации агропромышленного комплекса - Кемерово, 2007 -С 86-87

5 Малашкина, М С, А В Заушинцена, Е В Чернова Формирование натуры зерна у голозерных сортов ячменя в условиях Западной Сибири // VI Международная научно- практ конференция «Наука и инновации афопромышленного комплекса - Кемерово, 2007.-С 87-88

6 Малашкина, М С Выход сырого протеина у голозерных сортов ячменя // VI Международная научно- практ. конференция: «Наука и инновации агропромышленного комплекса - Кемерово, 2007.- С. 96-97

7 Малашкина, М С Накопление семенной инфекции у голозерного ячменя //10-я Международная генетико-селекционная школа СО РАСХН «Реализация идей Н, И Вавилова на современном этапе развития генетики, селекции и семеноводства с -х. культур»- Новосибирск, 2007 -С 263-266

Подписано в печать 14 04 08г Печать дупликатор. Тираж 100 экз Отпечатано в типографии ООО «Фирма Полиграф», 650099, г Кемерово, ул 50 лет Октября, 11-614, тел (384-2)34-95-65,39-05-50

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Малашкина, Мария Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. РАЗВИТИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ГОЛОЗЕРНОМУ ЯЧМЕНЮ обзор научной литературы).

ГЛАВА II. УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Агроклиматические ресурсы Кузнецкой котловины.

2.2. Условия проведения опытов.

2.3. Материал для исследований.

2.4. Методы и методики исследований.

ГЛАВА III. МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ЗЕРНОВКИ И УСТОЙЧИВОСТЬ РАСТЕНИЙ К ЭДАФИЧЕСКОМУ СТРЕССУ НА РАННИХ ЭТАПАХ РАЗВИТИЯ.

3.1. Линейные параметры и форма зерновки у голозерных сортов ячменя.

3.2. Развитие зародышевых корней у голозерных сортов ячменя.

3.3. Засухоустойчивость и солевыносливость растений голозерного ячменя.

3.4. Жизнеспособность семян у сортов голозерного ячменя

3.5. Восприимчивость сортов к семенной инфекции.

ГЛАВА IV. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И БИОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА У ГОЛОЗЕРНОГО ЯЧМЕНЯ.

4.1. Выравненность и масса 1000 зерен у сортов голозерного ячменя.

4.2. Натура зерна.

4.3. Стекловидность зерна.

4.4. Содержание белка и лизина в зерне.

ГЛАВА V. ПРОГРАММА СЕЛЕКЦИИ ГОЛОЗЕРНОГО ЯЧМЕНЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ ОЦЕНКИ СЕЛЕКЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ПО ВОСПРИИМЧИВОСТИ К СЕМЕННОЙ ИНФЕКЦИИ И

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ.

5.1. Программа селекции голозерного ячменя.

5.2. Результаты оценки селекционного материала по восприимчивости к семенной инфекции и технологическим свойствам.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по сельскому хозяйству, на тему "Морфологические параметры, биохимические и технологические свойства голозерного ячменя для селекции в условиях Кемеровской области"

Разнообразие природно-климатических условий Сибири с нестабильным гидротермическим режимом обусловило развитие сельского хозяйства, ориентированного на стабилизацию отрасли растениеводства за счет совершенствования системы севооборотов и структуры посевных площадей по видам растений, внедрения энерго - и ресурсосберегающих I технологий с использованием техники нового поколения, оптимизации системы защиты растений от болезней и вредных насекомых, выведения и внедрения в производство новых высокопродуктивных сортов полевых культур. Одним из основных критериев был и остается фактор экологической эффективности. В совокупности это является обоснованием в выборе к выращиванию той или иной культуры, ее доли в общей структуре посевных площадей. В силу нового экономического развития взят курс на полное самообеспечение хлебом, поэтому основную долю в производстве занимает яровая пшеница. В структуре посевных площадей Кемеровской области за последние четыре года (2003-2006 гг.) она занимает свыше 60 %, затем идут ячмень и овес (16-20 %). Долгие годы ячмень имел лидирующие положение. В России его высевают почти на 9 млн. га, в Сибири - около 800 тыс. га. В Кемеровской области площади с 1975 года (385,5 тыс. га) снизились более, чем в три раза и в 2006 г. составили 132,4 тыс. га, которые засевают разными сортами пленчатого ячменя.

В последнее десятилетие в очередной раз возник интерес к производству сортов с голым зерном. Он продиктован уникальностью голозерного ячменя - повышенным содержанием белка и незаменимых аминокислот в семени (Рего Р, 1931; Сверкунов В. К., 1950; Ходьков А. Е., 1985; Hijikurn S. et al., 1986), бета-глюконата, стекловидности, натуры зерна и других биохимических и технологических показателей, повышающих кормовые достоинства (Аниськов Н. И., Козлова Г. Я., Мирюк С. С., 2002; Цандекова О. Л., Неверова О. А., Заушинцена А. В., 2002; Якунина Н., 2003;

Rossnagel В, Harrvey В., Bhatti R. , 1985; Newman C. W. , Newmam R. K., 1998) и производственное значение (Орлов А. А., 1935; Yeung J. Vasanthan Т., 2001; Agu R. S. et. al., 2002 и др.).

В Сибири выведено четыре сорта: Омский голозерный 1, Оскар, Омский голозерный 2, Арчекас. Три первые из них успешно прошли государственное испытание и внесены в Госреестр сортов, допущенных к возделыванию в производстве. В структуре посевных площадей Омской области сорт Омский голозерный 1 занимает около 2500 га. Результаты государственного сортоиспытания на территории Кемеровской области свидетельствуют о том, что в зависимости от влагообеспеченности зоны и технологической дисциплины урожай голозерных сортов ячменя в среднем за четыре года (2003-2006 гг.) составлял от 62,4 % Барачатский ГСУ и до 91,6 % Мариинский ГСУ по отношению к пленчатым сортам. Среди голозерных сортов по зерновой продуктивности лидирует Омский голозерный 1, но и он лишь на Яшкинском сортоучастке был на 6,2 % продуктивнее пленчатого стандарта. Очевидно, что существуют факторы, ограничивающие внедрение новых голозерных сортов ячменя, увеличение их доли в общей структуре посевных площадей. Они не соответствуют по физиологическим, технологическим и хозяйственным параметрам суровым природно-климатическим условиям и не гарантируют стабильное получение зерна. Поэтому исследования, направленные на изучение мирового генофонда голозерного ячменя в условиях Сибири, выявление генетических источников ценных биохимических свойств и хозяйственных признаков с дальнейшим использованием в селекционных программах по выведению новых сортов актуальны и своевременны.

Цель исследований - изучение изменчивости морфологических, технологических, физиологических и биохимических свойств у сортов голозерного ячменя. Задачи исследований:

- изучить линейные параметры зерновки образцов ячменя;

- определить засухоустойчивость, солевыносливость сортов на стадии проростков зерна;

- определить степень травмируемости (обрушения зародыша и образования трещин плодовой оболочки) семян в результате обмолота и подработки;

- выявить уровень восприимчивости сортов к семенной инфекции;

- оценить перспективность использования сортов для селекционной работы по технологическим и биохимическим показателям семян: крупности, выравненности, массе 1000 зерен, натуре зерна, стекловидности, содержанию сырого протеина и лизина в зерне;

- выделить и рекомендовать для использования в практической селекции источники ценных биологических свойств и технологических параметров семян;

- оценить новые голозерные линии по комплексу свойств и признаков;

- разработать элементы программы селекции голозерного ячменя на повышение физиологических, технологических свойств и признаков семян.

Научная новизна исследований. Впервые в условиях Кемеровской области определены факторы, ограничивающие расширение посевных площадей под сортами голозерного ячменя: выбиваемость зародыша (3,512,0 %), трещины плодовой оболочки (1-3,6%), инфекционная пятнистость зерновки (5-45 %), сильная восприимчивость к семенной инфекции (Ustilago hordei (Pers.) et Kell. - 6 - 41 %; Helminthosporium sativum P. et B. -8 -70 %; грибы рода Fusarium - 11 - 74 %; Alternaria hordei Saw. - 15 - 35 %, низкая продуктивность — 62,4 % - 91,6 % к показателю пленчатых сортов.

Изучена и ранжирована по физиологическим, технологическим и биохимическим свойствам с выделением генетических источников, пригодных для использования в практической селекции, коллекция голозерных сортов ячменя. Создан качественно новый исходный материал с высокими технологическими и биохимическими показателями зерна. Практическая ценность результатов исследований Использование морфо - физиологических, биохимических методов оценки исходного материала позволило выделить и рекомендовать для использования в селекции генетические источники:

- с овальной формой зерновки максимальной толщины (2,8 — 2,9 мм), Алар - Эрд - Эне (Монголия), Нога (Нидерланды), 1218 -524 (Чехия), S - 257 (Мексики), 25673 / 75 (Германия);

- с лучшим развитием и интенсивностью работы (>1,0) зародышевых корней (Алар - Эрд - Эне), 1218 - 524);

- солевыносливости: Алар - Эрд - Эне (Монголия), Korona Zaschego (Польша), Morrell (Австралия);

- засухоустойчивости: (Кагап -3, Кагап -18 из Индии, Condor из Канады, S

- 257 из Мексики и др.)

- высокой жизнеспособностью (90,8 - 96,7 %): (S — 257 (Мексика), Кагап -3 (Индия), Алар - Эрд - Эне (Монголия), Namoi (Австралия);

- высокой массы 1000 зерен (55,0 г)- Алар - Эрд — Эне (Монголия);

- повышенной (681 -720 г/л) и высокой (> 720 г/л) натурой зерна (Омский голозерный 1 (Россия), Кагап -3 (Индия), Нога (Нидерланды), Алар - Эрд

- Эне (Монголия), Namoi, Morrell (Австралия);

- с высокой стекловидностью (90 - 100 %) (Белорусский 76 (Беларусь), Westen dorf Tirol (Австрия), Кагап -18 (Индия), Morrell (Австралия)и др.;

- с высоким содержанием белка в зерне (16,6 — 17,8 %) в зерне (25683 / 73 (Германия), 1218 - 524 (Чехия), Кагал -4 (Индия), Кагап -18 (Индия) и др. В результате скрещивания голозерных сортов (Нога, Condor) с высокопродуктивными пленчатыми (Эльф, Петр) созданы перспективные селекционные линиии с более высокой крупностью семян (на 26,5 — 32,1 %), жизнеспособностью ( на 11,7 - 21,6 %), стекловидностью (на 16,0 — 26,0 %) и массой зерна с 1 м" (на 8,5 - 49,6 %), чем у стандартного сорта Омский голозерный 1. Это образцы - КМ 75, КМ 76 (Condor х Эльф), КМ 78, КМ 80 (Condor х Петр), КМ 84 (Нога х Эльф), КМ 87 (Эльф х Condor) и другие.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на заседаниях научно-методического семинара кафедры ботаники Кемеровского государственного университета «Генетико-селекционные и физиологические методы исследований в селекции растений» и на заседании Кемеровского отделения РБО (г. Кемерово, ноябрь 2006 г., октябрь 2007 г.), на II международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых КемГУ (г. Кемерово, апрель 2007 г.), на 10-й генетико-селекционной школе СО РАСХН (г. Новосибирск, апрель 2007), на заседании кафедры ботаники Кемеровского государственного университета (ноябрь 2006, октябрь, ноябрь 2007), на международной научно-практической конференции «Наука и инновации агропромышленного комплекса» (г.Кемерово, октябрь 2007).

Основные положения, выносимые на защиту диссертации: 1. Причинами, ограничивающими расширение посевных площадей и внедрение голозерных сортов ячменя в производство, являются: выбиваемость зародыша (3,5 - 12,0 %), трещины плодовой оболочки (1,0 - 3,6 %), инфекционная пятнистость зерновки (5 - 45 %), сильная восприимчивость к семенной инфекции: Ustilago hordei (Pers.) et Kell. - 6-41 %, Helminthosporium sativum P. et B. - 8 - 70 %, грибам рода

Fusarium 11-74 %, Alternaria hordei Saw.- 15-35 %, недостаточная устойчивость к эдафическому стрессу (засухе, засолению почв), низкая зерновая продуктивность — (62,4 % - 91,6 % к показателю пленчатых сортов).

2. Выделенные из коллекции мирового генофонда ВИР источники с высокими адаптивными свойствами и высоким качеством зерна послужат базой для реализации программы по селекции голозерного ячменя.

3. Использование в скрещиваниях высокотехнологичных голозерных и пленчатых сортов ячменя позволит создавать качественно новый исходный материал для селекции.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 123 страницах компьютерного текста, содержит 19 таблиц, 11 рисунков и 13 приложений. Список используемой литературы включает 142 наименования, в том числе 54 на иностранном языке.

Заключение Диссертация по теме "Селекция и семеноводство", Малашкина, Мария Сергеевна

ВЫВОДЫ

1. Выявлена оптимальная форма зерновки и зародыша, позволяющие уменьшить его выбиваемость при обмолоте и подработке зерна. С оптимальной формой зародыша выделен образец 95673/73 (Германия) и с оптимальной формой зерновки: Алар - Эрд - Эне (Монголия), Нога (Нидерланды), 1218 -524 (Чехия), S-257 (Мексика);

2. В условиях солевого стресса у голозерных форм ячменя выявлена депрессия по числу (9,8 %) и длине (15,8 %) зародышевых корней, по длине первых листьев (33,7 %), которая приводит к снижению общей массы проростков (на 21,4 %) и препятствует адаптивности растений. Генетическими источниками высокой солевыносливости являются (Алар — Эрд — Эне из Монголии, Korona Zaschego из Польши, Morrell из Австралии);

3. Выявлена высокая восприимчивость сортов к семенной инфекции: Ustilago hordei (43 - 92 %), Helminthosporium sativum (59-94 %), грибы рода Fusarium (38 - 86 %), Alternaria hordei (9

- 95 %).

4. В результате проведенного изучения выделены источники технологических свойств голозерного ячменя: с лучшим развитием и интенсивностью работы (> 1,0) зародышевых корней (Алар — Эрд - Эне), 1218 - 524);

- с высокой засухоустойчивостью (Кагап -3, Кагап -18 из Индии, Condor из Канады, S - 257 из Мексики и др.)

- с высокой жизнеспособностью (S - 257, Кагап -3, Алар - Эрд -Эне, Namoi);

- с повышенной (681 -720 г/л) и высокой (> 720 г/л) натурой зерна (Омский голозерный 1, Кагап -3, Нога, Алар - Эрд - Эне, Namoi, Morrell);

- с высокой стекловидностью (90 - 100 %) (Белорусский 76, Кагап -18, Morrell и др.);

- с высоким содержанием белка (16,6 - 17,8 %) в зерне (25683 / 73, 1812 - 524, Кагап -4, Кагап -18 и др.).

5. В результате скрещивания голозерных сортов (Нога, Condor) с высокопродуктивными пленчатыми (Эльф, Петр) созданы перспективные образцы с более высокой крупностью зерна (на

26.5 - 32,1 %), жизнеспособностью ( на 11,7 - 21,6 %), стекловидностью (на 16,0 — 26,0 %) и массой зерна с 1 м (на 8,5 —

49.6 %), чем у стандартного сорта Омский голозерный 1. Это образцы - КМ 75, КМ 76 (Condor х Эльф), КМ 78, КМ 80 (Condor х Петр), КМ 84 (Нога х Эльф), КМ 87 (Эльф х Condor) и другие.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ

1. В селекции голозерного ячменя на повышение продуктивности, биохимических и технологических свойств использовать выделенные в ходе исследований генетические источники: Омский голозерный 1 (К-30919, Омская обл.), 25683/73 (К-27730, Германия), Нога ( К-26926, Нидерланды), 1218/524 (К-27456, Чехия), Алар- Эрд-Эне (К - 29415, Монголия), Кагап-3 (К- 28957, Индия), Кагап-18 (К- 28957, Индия), Condor (К - 30036, Канада), S - 257 ( К-28017, Мексика) и др.

2. Для повышения иммунитета к болезням и продуктивности в систему скрещиваний включать обязательно иммунные и высокопродуктивные сорта пленчатого ячменя.

3. Для выведения новых сортов использовать полученные в результате гибридизации голозерных и пленчатых сортов перспективные образцы с более высокой крупностью семян (на 26,5 - 32,1 %), жизнеспособностью ( на 11,7 - 21,6 %), стекловидностью (на 16,0 л

26,0 %) и массой зерна с 1 м (на 8,5 - 49,6 %), чем у стандартного сорта Омский голозерный 1. Это образцы - КМ 75, КМ 76 (Condor х Эльф), КМ 78, КМ 80 (Condor х Петр), КМ 84 (Нога х Эльф), КМ 87 (Эльф х Condor) и другие.

Библиография Диссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Малашкина, Мария Сергеевна, Санкт-Петербург

1. Аниськов, Н. И. Результаты селекции голозерного ячменя в условиях Западной Сибири / Н. И. Аниськов, Г. Я. Козлова, С. С. Мирюк. // Научное обеспечение АПК Сибири, Монголии, Казахстана, Белоруссии и Башкортостана. Новосибирск, 2002. - с. 186-187.

2. Богданова Т. М. Селекционная ценность голозерных ячменей / Г. М. Богданова, И. А. Терентьева, А. П. Хохлова, Н. Н. Иванова / Генетт, ресурсы культ, растений: Тез. докл. междунар. научн.- прак. конф.- С -Пб., 2001,-С.215-217.

3. Борисоник, 3. Б. Роль зародышевых и узловых корней в формировании продуктивности растений ячменя и овса/ 3. Б. Борисоник текст. // Билл. Всесоюзн. научн.-исслед. ин-та кукурузы Днепропетровск, 1984. — 1 (63).-С. 54-57

4. Брудский, В. П. Зоотехническая и экономическая оценка пленчатого и голозерного ячменя при использовании в кормлении растущих свиней /

5. B. П. Брудский текст. // Автореф. дисс. канд. с.х. наук.- Жодино, 1998.-18с.

6. Быковец, А. Г. Голозерный ячмень, его разнообразие и пути селекции / А. Г. Быковец текст. // М. 1949.- С.

7. Вавилов, Н. И. Избранные сочинения. Генетика и селекция / Н. И. Вавилов текст.//.-М.: Колос, 1966. 559с. ,

8. Вавилов, Н. И. Мировые ресурсы хлебных злаков зерновых, бобовых,-льна и их использование в селекции. М.; Л.: Из-во АНСССР, 1957. -462с.

9. Вавилов, Н. И. Центры происхождения культурных растений/ Н .И.' Вавилов текст. // Тр. по прикл. бот., ген. и сел. — Л., 1926. е. 16, вып.2.-с.З - 248.

10. Ведров, Н. Г. Корневая система зерновых культур как обьект для селекции // Сорт и удобрение. Иркутск, 1974. С. 139-144.

11. Велибекова, Е. И. Поражаемость образцов ячменя корневыми гнилями / Е. И. Велибекова текст. // Селекция и семеноводство. 1981. - N 10.1. C. 20-21.

12. Войтова, Л. Р. Влияние гельминтоспориозной семенной инфеции на урожай ячменя // Сб. научн. тр. Белорусского СХИ. 1975. — Т. 140. -С.87-92.

13. Войтова, Л. Р. Семенная инфекция корневой гнили ячменя / Л. Р. Войтова текст. // защита растений. — 1977. — N 10/ С. 46-47.

14. Войтова, Л. Р. Влияние гельминтоспориозной семенной инфекции на урожай ячменя/ Л. Р. Войтова текст. // Сб. научн. тр. Белорусского СХИ. 1975.- Т. 140. - С. 82. - 92

15. Гаркавый, П. Ф. Направления и результаты селекции на улучшении кормовой ценности зерна ярового ячменя / П. Ф. Гаркавий, В. Д. Наволоцкий текст. // Производство и использование растительного белка.-Краснодар, 1981.-С.44-45

16. Гесь, Д. К., Влияние сетчатого гельминтоспориоза на метаболизм растений ячменя // Проблемы и перспективы селекции зерновых, зернобобовых и корм, культур в XII пятилетке. Жодино, 1985. - С. 186 -187.

17. Гончаров, П. JL Селекция зерновых и кормовых культур на засухоустойчивость в Сибири/ П. JI. Гончаров текст. // Селекция зерновых и кормовых культур для районов недостаточного увлажнения Новосибирск, 1985- С. 3-18

18. ГОСТ 12 037 -81. Семена сельско хозяйственных культур. Правила приемки и методы отбора проб // Семена сельскохозяйственных культур: методы определения качества, часть 2. М.: Из-во стандартов, 1991. 416с.

19. ГОСТ Р-52325 Семена сельскохозяйственных растений сортовые и посевные качества. Общие технологические условия// Из-во: Стандартинформ, Москва, 2005. 19с ^

20. ГОСТ 12 038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения чистоты и отхода семян //, часть 2. М.: Из-во стандартов, 1991. 416с. . •

21. ГОСТ 12 038-84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести //, часть 2. М.: Из-во стандартов, 1991. 416с.

22. ГОСТ 12 039-82 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения жизнеспособности //, часть 2. М.: Из-во стандартов, 1991. -416с.

23. ГОСТ 12042-80 84 Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения зараженности болезнями //, часть 2. М.: Из-во стандартов, 1991. -416с.

24. ГОСТ 12044-81 84Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения массы 1000 семян //, часть 2. М.: Из-во стандартов, 1991. -416с.

25. ГОСТ 77-10987-64 Зерно. Методы определения стекловидности

26. ГОСТ 10987 64. Зерно. Метод определения стекловидности

27. Гуляев, Г. В. Основные направления научно-организационной работы по семеноводству полевых культур/ Г. В. Гуляев текст. // Селекция и семеноводство. 1993 .№2.-С.З 5-45.

28. Данилов, А. С. Создание голозерных форм ячменя/ А. С. Данилов, О. Н. Наповицкая // Стратегии и новые методы в селекции и семеноводстве с.-х. культур. Минск, 1994, - С,22

29. Дерунов, И. В. Рентгенографическое исследование семян различных сельскохозяйственных культур и продуктов их переработки: Автореф. дис. канд. биол. наук. СПб: Агрофиз. НИИ РАСХН, 2004. 23 с.

30. Дьяченко, Г. Т. Селекция ячменя // Отчет за 1956 год Мариинской сельскохозяйственной опытной станции Сиблага УНКВД.-36.

31. Доспехов, Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. М. Из-во: Колос - 1985. - 381.с.

32. Заушинцена, А. В., Ковригина, JI .Н. Образцы ячменя для селекции на устойчивость к дефициту влаги // Селекция, семеноводство и технология возделывания сельскохозяйственных культур: Сб. научн. тр. Кемерово, 2001.-Вып. 1.-С. 4-6.

33. Заушинцена, А. В. Селекция ярового ячменя в условиях Кузнецкой котловины Западной Сибири / А. В. Заушинцена текст. // Автореф. дисс. канд. с.х. наук.- Л., 2001.- 46с.

34. Иванова, Т. И., Сорта яровой пшеницы и эффективность удобрений /Т. И. Иванова, А.В. Матвеева, Агрохимия. 1982. № 2 С. 124-137.

35. Иваненко, А. С. Четыре века Тюменского поля/ А. С. Иваненко текст., Сведловск, 1990. 208с.

36. Иващенко, В. Г., Фузориоз колоса хлебных злаков / В. Г. Иващенко, Н. П. Шипилова, Л. А. Назаровская текст. СПб., 2004. - 164 с.

37. Коданев, И. М. Ячмень /. И. М. Коданев. М., 1964. - С. 18 -28

38. Киндрук, Н. А. Экология семян и её значение в семеноводстве / Н. А. Кундук текст. // Генетические основы семеноводства с-х. растений. -Киев, 1979.-С. 129-135

39. Кириллов, Ю. И. Рост и развитие растений/ Ю. И. Кириллов, В. В. Немченко, Г. А. Думанская / Курган: «Зауралье», 2001. 172 с.

40. Климашевский, Э. Л. Проблема генотипической специфики корневого питания растений // Сорт и удобрение. Иркутск, 1974. С. 11-53.

41. Крутова, Н. П. Вредоносность корневой гнили // Защита растений. -1981.-№ 12.-С. 22-25.

42. Кондратьев, Р. Б. Агроэкологические аспекты семеноводства зерновых культур Сибири / Р. Б. Кондратьев текст. // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.- 1990.-№4.- С. 30-35.46