Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Наследственная и ненаследственная изменчивость посевных качеств семян разнотипных сортов ярового ячменя

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Наследственная и ненаследственная изменчивость посевных качеств семян разнотипных сортов ярового ячменя"

: ¡¡V - , ¿МОСКОВСКАЯ ОРДЕНА ЛЕНИНА

И ОРДЕНА' ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени К. А. ТИМИРЯЗЕВА

На правах рукописи МИЩЕНКО Лариса Николаевна

УДК 633.16.«321»: 575.1

НАСЛЕДСТВЕННАЯ И НЕНАСЛЕДСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ПОСЕВНЫХ КАЧЕСТВ СЕМЯН РАЗНОТИПНЫХ СОРТОВ ЯРОВОГО ЯЧМЕНЯ

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

МОСКВА 1992

Работа выполнена на кафедре селекции и семеноводства полевых культур Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Научный руководитель — доктор сельскохозяйственные наук, профессор Л. Н. Березкин.

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор кафедры растениеводства Галина Глебовна Гатаулина, кандидат сельскохозяйственных наук, начальник отдела идентификации сортов и качества семян Всероссийского центра по оценке качества сортов с.-х. культур Павел Петрович Демкин.,*'

Ведущее учреждение — Российская государственная семенная инспекция, начальник Татьяна Петровна Конина.

Защита диссертации состоится «/У» . . . .

199_3_г. в «'V » часов на заседании специализированного совета Д-120.35.04 в Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева.

Адрес: 127550, г. Москва, ул. Тимирязевская, 49, сектор защиты диссертаций ТСХА.

С диссертацией можно ознакомиться в ЦНБ ТСХА.

Автореферат разослан « /*» - ■ ■ -1992 г.

Ученый секретарь

ОСУМА^пЗиНЬ.чЯ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАбОТЬ БИБЛИОТЕКА —

1.1 Актуальность темы

Посевной материал высокого качества является важным условием, обеспечивающим получение высоких и стабильных урожаев. Ячмень - одна из наиболее распространенных сельскохозяйстсонных культур; ежегодно в производство вводятся новые высокоурожайные сорта. Далеко не всегда условия получения высокого урожая способствуют формированию полноценных семян. Для получения семян с высокими посевными и урожайными свойствами нужны определенные условия внешней среда. Каждый сорт обладает свойственной только ему нормой генетической реакции, проявляющейся в способности изменять свои свойства в тех или иных условиях окружающей среды. В связи с этим возникает необходимость правильно оценивать качества сортов с точки зрения обусловленности различий »езду сортами наследственными особенностями и модифссационными процессами,

В настоящее время не существует целостной, законченной теории, которая бы позволяла на основе лабораторных анализов достоверно оценивать посевные и урожайные свойства семян, нет достаточно объективных тест-критериев для этого, далеки от совершенства способы отбора семян. Неадекватная реакция культур и сортов на внешние условия в процессе развития семян и юс прорастания вследствие неодинакового размаха изменчивости, требуегг при выведении сортов обраи^ть внимание на свойства их семян. ,

Важное значение имеет изучение и установление взаимосвязи между рядом показателей посевных й урожайных свойств семйн, так как дает возможность совершенствовать способы оценки и отбора высококачественных семян и рационально их использовать; а так хв учитывать в процессе выведения сортов,поскольку многие признаки, обусловлива-

пцие качество семян в полыней степени зависят от сорта, .чем от внешних условий. '

1.2 Цель и задачи исследований.. Цвльо исследований Йыло определение степени влияния на посевные качества семян генетической и моди-фюсационной изменчивости. В связи с этим необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить по ряду показателей посевные качества семян разнотипных сортов ярового ячменя, районированных в разные годы в Нечерноземной зоне Российской Федеращш.

2. Для определения модификационной изменчивости сравнить посевные качества семян, разделенных на фракции по величине и на группы по положении в колосе.

3. Провести анализ ряда признаков, характеризующих свойства семян подвергнутых воздействие стрессовых факторов С гамма -излучение, гербициды, повышенная температура проращивания) в целях усиления вариабельности качества семян и выявление их потенциальных возможностей.

4. 'Используя методы статистического Анализа выявить степень влияния наследственных и нёнаследственных факторов на показатели посевных -качеств семян; установить наличие корреляционных (зависимостей между отдельнши признаками.

1.3 Научная новизна работы. Проведен сравнительный анализ посевных, свойств разнотипных сортов ярового ячменя, выведенных й районированных в разные годы по Московской и другим областям Российской Федераг ции. Определено влияние наследственных и ненаследственных фщстороа на ряд признаков семян и проростков, прямо или, косвенно связанных с качеством посевного материала у сортов, их фракций й групп по колосу; их устойчивость к стрессовым воздействиям. Выявлены связи между отдельными характеристиками семян и проростков.

."".",'-'.' - 3 - • '

1.4 Практическая значимость результатов исследований. ГЬлученнда результаты о степени изменчивости посевных качеств семян у разных сортов ярового ячменя, фракций по крупности внутри сорта и семян с разных участков колоса; о наличии корреляции между отдельными признаками семян и проростков, а так те сведения об индивидуальных особенностях сортов ярового ячменя и их реакции на стрессовые воздействия может быть использована в селекции при создании новых сортов; а так жв в семеноводческой практике.

1.5 Апробация работы. Основные результаты настоящей работы доложены на заседаниях кафедры селекции и семеноводства полевых культур и лаборатории генетики и селекции полевых культур ТСХА С1990-1992), на Конференциях молодых ученых ТСХАС1991, 1992гг.).

1.6 Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликована 1 научная работа.

Í. 7 Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, S глав, выводов, практических рекомендаций; списка использованной литература. Работа изложена на /22'; страницах машинописного текста, содержит 43 таблицы и 18 рисунков. В приложение вюшчены 10 таблиц. Описок литераторы включает2бР iíauMBHOBaHHft.

г. Материал, меггодш.и уок^ дашёдаш опытов

Настоящая работа выполнена на-кафеле селэкцш н сешноводетва полевых культур Московской селъскохоояйственной академии им. К. А. Тимирязева в 199Ó-Í992 гт\ Для исследований бьишиспояьзованы семена шести разнотипных сортов ярового двурядного ячменя: Винер, ftockobg-кий 121, Надя/Нзотвский 9, ЗазерскиЯ 85 и Московский 3. Семена изучйемых сортов ячменя получены из коллекционных посевов сектора селекции и сёмеиовсдства шафкультеггской лаборатории учхсоа 'Ш-хайловское" и лаборатории генетики и селекщии полевых культур ТСХА.

Описаны метеорологические условия в годы проведения исследований, стцачакк особенности температурного и водного режимов б вегетационные периоды 1930-1392 гг.

Разделение семян по крупности проведено с помовъю набора решет. Для изучения матрикальной разнокачественности использовались главные колосья сорта Зазерский 83. В результате разборки колоса по зернам получены группы семян, число которых, соответствовало количеству семян в колосе: при разборке 29-зерншс колосьев (урожай 1390 года) получеки 28 групп, а при разборке 24-зерного С1991 год) - 24 группу. На рисунке 1 представлена схема нумерации групп.

верхняя часть колоса

—порядковый комар семян по положенно в колосе

ишия часть колоса

Рис. 1. Схема обозначения положения семян в колосе двурядного ячменя (сорт Зазерский 83).

/ ' ' - . . '

Посев производился сеялкоа СН-10 Ц, уборка - комбайном- САШ0-130, а так же вручнув,с посявдусвжи обмолотом на молотилка МПСУ-500.

Сравнение посевных качеств свияи проводили по энергии прорастания, лабораторной всхожести, сила роста Св процентном и весовом выражении), по полевой всхожести в условиях теплицы и в пола, по степени развития корневой систеиы проростков, длине колеоптиле и

31 31 [ I в [ I 7 [ I I 1 > 1 1 а

V

в а

\ 23

'.ав ; I а 1 «

_ I 4

[ I а

.1 0 _ в

!

_ 4

а

nnколичеству проводящих пучков в нем, по сохранности растений к 30 суткам после посева, сырой массе надземной части растений, определяли так же фракционный состав серновой массы сортов и массу 1000 семян. В качестве стрессовых факторов использовали повышенную температуру при проращивании семян, а так же гамма-излучение и гербицид (симазин).

Статистическая обработка данных проведена с помощью программ дисперсионного, вариационного и корреляционного анализа. (straz, mstat) в компьютерном классе кафедры селекции и семеноводства полевых культур.

Вычисление индекса покоя СоiD проведено по методике strand С19В9) Оценка силы связи генотип-среда сделана на основе коэффициента корреляции между одноименными параметрами по годам СБебякин, 1983 Чем больше зависимость степени проявления признака от условий среды, тем сильнее коэффициент корреляции отличается от плюс единицы.

3. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 3. Изучение генетической и модификационной изменчивости посевных

качеств ярового ячменя 3.1 Влияние сорта, размера семян и их положения в колосе на вариабельность энергии прорастания и лабораторной всхожести

Установлено наличие достоверных, ежегодно выявляемых различий по энергии прорастания и лабораторной всхожести между разными сортами ярового ячменя, а так же между фракциями семян по крупности внутри сорта (табл. 1, 2). При этом необходимо отметить, что качество семян сортов Винер, Московский 121, Надя и Носовский 9 в значительной степени зависит от погодных условий в период вегетации и может существенно изменяться по годам, в то время как сравнительно молодые, недавно районированные сорта Зазерский 05 и Московский 3

Энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян у сортов

ярового ячменя (урожай 1990-1991 гг.) У.

: Энергия прорастания I Лабораторная всхожесть ® ° Р т ; осенью зимой 'весной ; осенью вимои весной

1990 год

Винор 43.8 88.8 86.0 ' 69.8 91.0 88.3

Московский 121 41.8 89.3 88.0 58.8 91.3 89.8

Надя 45.0 89.0 88.8 61.3 91.3 90.0

Носовский 9 46.8 92.5 88.0 58.5 94.8 91.0

Зазерский 86 31,3 92.8 93.5 49.8 94.0 96.8

Московский 3 62.3 97.0 92.8 76.0 98.3 94.3

НО>06 5.1 4.0 4.4 4.3 3.6 3.2

1991 год

Винер 2.3 08.0 98.0 7.5 98.0 98.0

Московский 121 6.0 92.5 . 94.5 16.8 94.5 95.0

Надя 10.0 97.0- 96.5 15.8 98.0 96.8

Носовский 9 14.5 93.3 97.3 • 21.0 96.0 97.5

Зазерский 85 13.8 97'. 8 97.8 22.8 37. В 97.8

Мэсковский 3 4.8 93.3 аз.б 16.0 37.3 96.3

Юсб 4.1 3.3 2.6 3.3 2.2 2.5

более стабильны по изучаемым параметрам.

У сорта Зазерский 85 достоверные различия по лабораторной всхожести семян с разных участков колоса отмечены в урожае 1990 года. Максимальную лабораторную всхожесть у сортов Винер, Московский ' 121, Надя и Носовский 9 имели средние по величине фракции, у сорта ■ Зазерский 83 - крупные и средние, а у сорта Московский 3 - все фракции содержали высококачественные семена и не имели существенных различий.

йлеоциеся в литературе довольно противоречивые сведения о пре-

Таблица 2

Энергия прорастания и лабораторная всхожесть семян ячменя в в зависимости от величины верновки (урожай 1990-1991 гг.) 'А

Крупность семян

/фактор Ь/

сорт

/фактор к/

Энергия прорастания Лабораторная всхожесть

крупные

средние

мел- средняя кие па фактору А

крупные

сред- мел-ние кие

средняя по фактору А

1990 под

Винер 81.3 85.8 88.0 85.0 82.8 87.0 89.3 86.4

Московский 121 83.0 90.3 91.3 89! 2 86.0 92.0 93.0 90.3.

Надя 85.5 88.5 88.3 87.4 87.0 90.3 89.8 89.0

Носовский 9 80.8 90.3 87.3 86.2 83.8 91.3 90.0 88.4

Зазерский 85 05.3 97.5 93.8 96.5 95.8 97.8 94.5 93.0

Московский 3 95.0 96.8 96.5 95.8 97.3 96.0 97.0 96.8

средняя по 91.4 92.4 92.3

фактору В 87.3 90.9 88.8

НСРВ=1, .8 НСРА= ¡2.5 . 6 НЗРд'2.2

Винер

^для частных средних14-3 ^ 1991 гол 97.8 99.3 93.3 96.9

для частных средних

■3.8

Московский 121 91.3 Надя 94.8

Носовский 9 94.8 Зазерский 85 Ь7.3 Мэсковский 3 90.5

99.3 9В. 3 96.8 94.8 97.3 92.8

92.0 94.5 97.0 92.8 92.5

92.9

95.4

95.5

95.8

91.9

97.8 94.5 9В.8 93.3 97.8 33.3

99.5 97.0 98.0 95.5 97.8 95.3

94.0 9Ё.5

ев. о

97.3 94.5 93.8

97.1 94.7 9В. 3

95.0 96.7

94.1

средняя по фактору В

94.4 96.1 93.7

НСТ>В*1.3 НСРД=1.8

НГ5> .Я 1

■для частных средних

95.8 НСРв-1

97.2 94.5 0 ЮРд.1 4

ИГР в

для частных средних

имуществе той или иной фракции семян по крупности (Крылова, Синягин, 1961; Архангельский, 1970; Ахундова, 1977; Сметанин, 1981 н др.) можно, по-видимому, объяснить не только спецификой культур, 'но и

сортовыми особенностями.

Изменчивость лабораторной всхожести семян шести сортов ячменя по годам была от 1 до 7%. .Разница во всхожести одной и той же по крупности фракции одного и того же сорта могла составляла, в зависимости от года репродукции, до 134, а разница между грушами по колосу - до 23. 4%. Выращенные в один и тот же год сорта ячменя и выделенные из них фракции имели, прантичестки, одинаковые колебания лабораторной всхожести, не превышавшей 7.5%, в то время как группы по колосу могли иметь различия до 20-35%.

При неблагоприятных условиях влияние сорта усиливается, повышается так же степень матрикальной разнокачественности семян. Отсутствие сильной положительной корреляции между одноименными признаками по годам говорит о преимущественном влиянии внешних условий на лабораторную всхожесть семян. Можно лишь отметить, что среди сортов имеются более или менее стабильные по данному параметру генотипы. а так же о большей "или меньшей разнокачественности свойств семян в пределах сорта.

3.2 Изменчивость периода покоя семян в зависимости от их сортовой специфики. •

Проводимые в течение трех лет опыты по определенно способности семян различных сортов ячменя прорастать в первые пять-шесть суток после уборки показали, что в зависимости от условий вегетации и сроков уборки, при стандартных условиях прораяивания (20°СЭ сорта ' ячменя могут существенно различаться по лабораторной всхожести. Эта • разница составляла в 1990 году до 26.2%, в 1991 - до 13. 3%, в 1932 - до 36.0%, откуда видно, что неблагоприятные погодные условия -излишнее увлаженение в период уборки С1990 год), засуха С1992 год>-усиливают различия между сортами по сравнению с относительно благо-

приятным 1991 годом.

Сравнительный анализ индексов покоя (01) установил, что у сортов Винер, Московский 121, Надя и Носовский 9 урожая 1991 года 01 увеличился в 1.5-2 раза по сравнении с 1990 годом, хотя в целом, между сортам!! сохранилось прежнее соотношение значений С табл. 3), а в 1992 году о: всех сортов оказался минимальным по сравнению с двумя предыдущими годами. Наименьшая изменчивость индекса покоя характерна для сорта Носовский 9, наибольшая - для сортов Московский 121 и Московский 3.

Таблица 3

Индекс покоя Сщ) разнотипных сортов ячмвня С урожай 1500-1992 гг. )

Сорт 1990 год 1991 год 1992 год

Винер 14.1 32.3 9.2

Московский 121 19.3 35.9 6.2

Надя 17. 6 33.9 11.4

Носовский 9 17. В 32.5 14.9

Зазерский 85 19.4 га,-б 10.0

Московский 3 9.8 • 38. 5 7.9

Основываясь на слабых и отрицательных значениях коэффициента корреляции для оI сортов по годам, можно констапфовать, что у изученных сортов ячменя более существенное влияние на индекс покоя оказывают условия вегетации растений, чем генетические особенности сорта.

3.3 Обусловленность силы роста особенностями сорта и размером семян Сила роста считается более точным и объективным показателем посевных качеств сети. В наши опытах наличие или отсутствие существенных различий между сорта».«! зависело от способа оценки данного параметра. Так. сила роста, полученная посредством определения

- ю -

массы 100 ростков, ежегодно указывала на достоверные различия между сортами, а определенная, в процентах - отмечала наличие достоверных различий лишь у семян урожая 1990 года. В то же время, сорта на имели существенных различий по содержанию 3-, 4- и 5-бальных проростков, в отличие от семян урожая 1991 года, для которых они статистически доказаны Стабл. 4}. ,

Сила роста семян ярового ячменя С урожай 1990-1991 гг.)

"Содержание"

Сорт

Таблица 4

Всего проросших, У.

~Масса 100 ростков г

С ростком более 2.5 см, У.

3=

бальных %

-

бальных %

—5=-

бальных . У.

1990 год

Винер 88.0 79.5 0.5 2.3 76.5 , 7.78

Московский 121 93.0 90.5 7.5 4.6 78.5 8. аз

Надя 93.6 89.0 7.5 5.3 76.0 7.61

Носовский 9 ■96.0 89.0 1.0 4,0 84.0 8.48

Зазерский 85 95.8 91.5'- 8.0 11.3 72.0 7.41

Московский 3 97. 0 94,0 3.0 • 8.5 83.0 8.17

4.2 ■ 6.4 7.1 6.2 11.2 0.65

1991 гад

Винер 98. ё 97.0 17,5 48.0 31.0 4.16

Московский 121 96.5 94..5 5.5 20.5 68.5 5. 48

Надя 97.5 97.0 9.5 24.0 63.3 5.26

Носовский 9 98.0 94.5 3,5 : 15.0 ■ 76:0 5.95

Зазерский 85 97.5 96.0 ; 26.5 40.5 . 29.0 4.48

Московский 3' 95.0 93.5 / 7.0 21.0 65,4 5.47

НСРдд 4.0 / • 5.5 . 5,3 13.2 14.3 0.43

Характеризуя способность сортов ежегодно формировать определенное количество сильных ростков, можно отметить сорт Носовский 9, как один из наиболее стабильных по шссе 100 ростков, количеству 3-, 4-г и 5-бальных проростков, причем значение массы 100 ростков и количество 5-бальных проростков у него максимально, а число 3- и 4-

- и -

бальных - минимально по сравнения с другими сортами. Крупные и средние семена этого сорта не имеиг существенных различий по массе. 100 ростков и силе роста. Несколько ниже показатели у семян сорта Московский 3. Сорта Винер и Зазерский 85 можно охарактеризовать, как наиболее нестабильные по всем вииеназванным признакам, они имеет минимальную массу 100 ростков, наибольшее количество 3-, 4- и наименьшее количество 5-бальных проростков.

Из вышеизложенного видно, что сорта могут различаться не только степенью проявления тех или иных качеств и стабильность» их значений по годам, но и большей или меньшей изменчивостью этих свойств в пределах сорта;

3.4 Вариабельность полевой всхожести семян при посеве в разных условиях среды.

Наиболее важным критерием оценки посевных свойств является полевая всхожесть семян. Сравнение всхожести семян в условиях теплицы и в поле позволило установить наличие существенных различий между сортами, а также выявило сильную зависимость всхожести оемян от сроков проведения эксперимента и факторов внешней среды, как в период формирования семян на материнская растениях, так и при их прорастании С табл. 5, 65.

При облучении семян гамма-лучами С дозы до 100 Г^зей) в ряде " случаев отмечен стнмуляционый о£фект (группы по колосу ячменя сорта Зазерский 85). В целом, гамма-облучение усиливало различия во всхожести сортов и групп по колосу, причем различия между группами оказались сильнее С в 2-2.5 раза), чем лежду сортами. Наиболее чувствительными к облучению были сорта Московский 3 и Носовский 9, а реакция сортов Зазерский 83 и Винер в сильной степени зависела от года получения семян. Отмечена тенденция к снижению радиоустойчиво-

Влияние гамма-облучения на всхожесть семян сортов ярового ячменя через 7 суток после посава (в сосудах)(урожай 1990-1991 гтО ,/£

Сорт С фактор А) доза (.фактор ш

контроль 30 Грей 150 Грей средняя по фактору А

Винер

Московский 121 Надя

Носовский 9

Зазерский 83

Московский 3

средняя по фактору В

Винер

Московский 121 Надя

Носовский 9

Зазерский 83

Московский 3

средняя по фактору В

к В скобках указан процент к контролю

ста сортов от Винера и Московского 121 к сравнительно недавно районированным сортам - Зазерскому 85 и Московскому 3. ' Отсутствие корреляции шзяду полевой всхожестью сортов по годам свидетельствует о более вначительном влиянии внешних факторов, чем наследственности на способность семян прорастать в полевых условиях, Это подтверждается и более значительной изменчивостью данного приз-

1990 год

87.5 72.3 (82. 9)к 45.0 (51.4) 52.5

80.0 77.8 (06.9) 43.0 (5В. 3) 53.1

73.0 83.0 (113.3) 37.5 (50. 5) 50.6

77.5 67,5 (87.1) 35.0 (45.2) 50.0

85.0 80.0 (94.1) 12.5 (14.7) 44.4 .

90.0 77.5 (86.1) 37.5 (41.7) 55.0

82.6 76.7 35.4

НСРД= 12.4 НСРВ=8.8 НСР^ ^^ сред11ИХ=21.4

1Ш1 год

98.0 37.3 (102.6) 77.5 (81,63 30.0

97.3 87,3 (89.7) • 68.0 (66. 7) 83.3

9Г7.5 ; 95.0 (97.4) 73.0 (76.9) 89/2

97.3 92.5 С 94.9) 37.5 (59.0) 82.6

95.0 . 95. 0 С100.0) 5Г7.5 (60.5) 82.3

87.5 95,0 С108. б) 40.0 (43.7) 74.2

93.0 .93.8 53.8

НСРд=9.3 ШРВ=©.6 НСР для частных средних-*®' *

о

нака по годам, чем между сортами или фракциями в пределах сорта. В

Таблица В

Полевая всхожесть семян ярового ячменя (урожай 1990-1991 гг),%

Сорт 1од : 1990 год урожая ; 1991 год . Разница в —; количестве ; взошедших

Вннер 70.8 90.0 19.2

Московский 121 72.8 85. S . . 12.8

Надя 73.6 . 87.0 13.4

Носовский 9 75.8 88.4 12.6

Зазерский 85 77.8 л 81.8 4.0

Московский 3 80.2 90.5 10.3 .

"^05 4.4 4.5

то же время следует отметить различную степень изменчивости полевой всхожести семян у разных сортов по годам.

У семян с низкими посевными качествами отмечается большая связь мэгду отдельными признакам!, в том числе и с полевой всхожестью, чем у более высококачествекньк семян. Следует также отметить, что увеличение у сортов количества 3-бальных проростков приводит к ослаблению корреляции между силой роста и полевой всхожестью и, напротив, увеличение в вариантах количества 5-бальных проростков усиливает связь между ними.

4. Оценка физических и морфологических свойств семян ячменя и их проростков

4.1 Воздействие генетической и матрикальной разнокачественности на размер и массу семян

Масса 1000 семян является одним из наиболее часто употребляемых параметров для описания свойств сешн и качества урожая. Известно, что физиологичекие свойства семян тесно связаны с морфологическими особенностями зерновок.

Фракционный состав и масса 1000 семян разнотипных сортов ячменя (урожай 1990-1992 гг)

1рак-ция 1930 год ■ : ■ 1991' ГОД : 1УУЙ ГОД

Сорт : масса 1000 семян : содержал. : фракции, ,г: У. масса 1000 семян,г содержан.; фрамщи, ; масса 1000 семян,г содержан. фракции, /%

Винер 1 П Ш 1У 29,4 2.5 51.3 37.7 8.5 34.0 0.1 33.4 52.7 10.8 38.2 0 55.7 42.9 1.4

Московский 121 1 П 33.4 9.0 60.8 36.0 0.4 42.1 38.4 0 51.9

ш 1У 25.9 . 4.3 49.6 7.9 45.7 2.4

Надя .1. п ш 1У 31.2 3.1 55.5 32.5 6.9 36.8 0.5 45.9 47.0 6.6 38.2 0 55.6 42.1 2.3

Носовский 9 1 п ш 1У 30.3 3.8 30.7 34.2 11.3 33.4 0.1 34.2 55.8 9.9 37.1 0 51.2 46.7 2.1

Заверений 85 1 п 32.4 17.6 .49.5 44.2 13.7 69.1 39.6 2.0 73.4

ш 1У гг.7 5.2 15.8 1.4 21.9 2.7

Московский -а 1 п 31.5 4.4 53.0 40.8 1.3 72.4 40.9 0.3 71.9

ш 1У 36.3 6.3 23.9 2.4 25.6 2.0

1 фракция - сход с решет с диаметром отверстий 3.0 мм; П фракция - - " " - 2.5 мм;

Ш фракция - - " " - 2.0 мм;

1У фракция - менее 2. 0 мм

Установлено, что масса 1000 семян является довольно стабильным признаком для каждого сорта. В то же время, неблагоприятные погодные условия (засуха, переувлажнение) по разному отражаются на массе семян. Крупнозерные, с потенциально высокой массой 1000 семян сорта (Заэерский 85 и Московский 3) при повьшенном количестве осадков в период уборки и перестоя на корню снижали данный показатель на 912 г, в то время как остальные сорта всего на 2-3 г. В засушливом' 1992 году увеличение массы 1000 семян у сортов Винер, Московский 121, Надя и Носовский 9 составило 2-4 г, тогда как у сорта Московский 3 она осталась неизменной, а у сорта Заэерский 85 снизилась на 4,6 г. по сравнению с 1991 годом С табл. 7).

Отмечены особенности во фракционном составе зерновой массы шеста изученных сортов ячменя. В отличие от остальных, у сортов Заэерский 85 и Московский 3 количество крупных семян ежегодно составляло более половины урожая (до 7350, независимо от условий вегетации растений.

Проведено изучение массы 1000 семян и фракционного состава у групп из колоса сорта Заэерский 85, в результате чего установлено, что изменчивость массы 1000 семян в пределах колоса и растения в 23 раза сильнее, чем ее усредненное значение у разных сортов. 4.2 Зависимость роста и развития первичной корневой системы от генотипа сорта, величины семян и их положения в колосе

Изучение количества и длины первичных зародышевых корешков позволило установить наличие существенных различий между сортами, фракциями в пределах сорта и группами в пределах колоса Стабл. 8, 9). Сильная корреляция между одноименными признаками у. сортов по годам Сг=0.8-0.9) свидетельствует о слабой зависимости данного признака от условий выращивания.

Таблица 8

Длина и количество эмбриональных СЭЮ и первичных зародышевых (ГЕЗЮ корешков у сортов ярового ячменя (урожай 1990-1992 ггЗ

Сорт 1990 год 1991 год 1992 год Э К

количество, шт длина ПЗК, мм количество,шт длша ПЗК, мм

У К : пак УК: 11 3 К

Винер 7.4 5.8 32.8 6.6 6.0 31.5 7.1

Московский 121 7.2 5.5 34. 1 6.3 5.8 33.4 7.3

Надя 6.6 5.3 36.0 5.8 5.4 32.2 6.2

Носовский 9 6.7 5.5 35.5 6. 1 5.7 34.5 6.8

Зазерский 83 6.4 5.0 26.8 6.4 5.4 20.2 6.4

Московский 3 6.1 4.5 гг. 9 5.6 5.0 30.3 5.9

НСРдд 0.2 0.3 1.7 0.4 0.4 2.9 0,4

Наибольшие длину и количество корешков имеют сорта Винер и Московский 121; минимальные - Зазерский 85 и Московский 3. Максима-

Таблица 9

Влияние крупности семян на количество первичных зародышевых корешков у сортов ярового ячменя (урожай 1990-1991 гг. ),шт.

Крупность семян 1990 "год-Г

Ч фактор и) -1991

Сорт

год

крупные :сред-: ние мелкие средняя ; круп-по ф-ру А; ные средние мел-: кие : средняя по ф-у

Винер 7.2 6.3 6.1 6.5 6.3 5.9 5.3 5.8

Московский 121 6.7 6.1 5.8 6.2 5.6 5.6 4.8 5.3

Надя 5.9 6,0 5.3 5.7 ' 5.8 5.8 5.0 5.5

Носовский 9 6.7 .6.2 5.8 6.2 . 5.5 5.5 4.8 5.3

Зазерский 83 6.2 6.0 5.6 5.9 5.8 5.4 5.0 5.4

Московский 3 5.8 5.5 5.0 5.4 5.3 4.7 4.8 4.9

средняя по

фактору В 6.4 6.0 5.6 5.7 5.5 5.0

НСРД =0.2 НСРв=0. 2 НСРд=0.3 НСРв=О. 2

ИГР =П Л ИГР =0 4

для частных средних для частных средних '

льнов количество корешков имеют крупные и средние семена всех сортов, а в пределах колоса - семена из нижней часта соцветия. В то же время максимальная душна корешков может быть у любой фракции в зависимости от сорта; в пределах колоса - у семян из нижней части соцветия.

Таким образом, сорта различаются не только по количеству и длине корешков, но и по степени изменчивости данного признака по 4 годам и фракциям семян в пределах сорта.

Отмечена отрицательная связь между лабораторной всхожестью, силой роста и количеством и длиной первичных корешков Су сортов). 4.3 Изменчивость длины колеоптиле и количества проводящих пучков в нем в зависимости от- сорта и условий проращивания.

Длина колеоптиле в значительной степени зависит от температурных условий проращивания семян, хотя, несомненно, большое значение имеют наследственные особенности сорта, о чем говорит наличие положительной корреляции по годам между одноименными признаками. При атом, с увеличением температуры проращивания семян корреляция усиливается, преимущество в длине колеоптиле переходит от более старых сортов СВинер, Московский 121) к сравнительно недавно выведенным (Зазерский 83 и Московский ЗХтабл. 10). Наибольшая изменчивость в длине колеоптиле отмечена у сорта Винер.

Екегодно отмечалась отрицательная корреляция между количеством, длиной первичных корешков и длиной колеоптиле. Независимо от качества семян и года репродукции отмечено ослабление корреляции по ».ере снижения температуры проращивания семян при определении длины колеоптиле. Очевидно, повышение температуры приводит .к ускорению протекания физиологических процессов и к конкуренции за использование питательных веществ эндосперма между корневой системой и рост-

Таблица 10

Влияние температуры проращивания семян на длину колеоптиле шести сортов ярового ячменя Сурожая 1990-1991 гг).мм

Температура проращивания семян I. фактор А)

Сорт Сфактор В) 1990 год 1991 год

10°С 20°С 30°С :средняя ло ф-у В 10°С :20°С 30°С ¡средняя ;по ф-у В

Винер

Московский 121 Надя

Носовский 9

Зазерский 85

Московский 3

средняя по фактору А.

НСР,

47.2 38.1 27.4 37.6

47.3 41.0 30.4 39.6

42.7 40.3 29.5 37.5 43.3 39.2 26.4 Зб.З

41.8 43.2 34.0 39.7 48.1 45.7 33.2 42.3

45.1 41.3 30.2 ШРа=1.2 НСРВ=1.7

56.0 46.1 32.6 44.9

54.2 45.2 30.8 43.4

52.3 43.1 32.5 42.6

50.3 39.9 29.7 40.0

43.4 43.8 41.4 42.9 48.9 50.0 37.4 45.4

50.9 44.7 34.1 НСРА=1.3 НСРВ=1.8

=? 07 ИГР —О 4

для частных средних для частных средних

ком. В результате у сортов, имеющих корешки большей длины и в большем количестве, росток испытывает недостаток в пластических веществах и ксшеоптиль оказывается меньшей длины, чем у малокорешковых сортов, которые расходуют на развитие корневой системы меньше запасных веществ и колеоптиль находится в более выгодных условиях. 5. Использование стрессовых воздействий для оценки качества семян

у разнотипных сортов. 0.1 Острое гамма-облучение как фактор дифференциации сортов по качеству семян

Изучена реакция растений шести сортов ярового ячменя и групп из колоса сорта Зазерский 85 на гамма-облучение семян , прослежена динамика изменения количества растений в течение 30 суток после посева Стабл. 11). Установлено, что сохранность растений через 30 су-

„ - 19 -

ток и сырая масса надземной части растений в контроле и при облучении семян в большей степени зависят от качества семян, условий вегетационного периода, когда происходило их формирование. В контроле изменчивость обоих параметров по годам у растений, выросших из семян с разных участков колоса, была в 1.5-2 раза больше, чем различия между сортами, а у семян одного года репродукции разница между группами была в 2-5 раз больше, чем у сортов по сохранности, и 'в4 1.5-2 раза по сырой массе надземной части растений. Изменчивость облученного материала, практически, одинакова по количеству сохранившихся к 30 суткам растений у сортов и трупп по колосу; по сырой

Таблица 11

Влияние гамма-облучения семян ячменя на сохранность растений через 14 и 30 суток после посева С урожай 1900-1991 гг) Св сосудах) ,'Л _ доза (.фактор ш, 1рей

Сорт

1990' гоХ"

1991 год

контроль ': 50 : 150 : сред, по Ф-У А: контроль : 50 : : сред. 150: по :ф-у А

30 суток

Винер 93(106) 83(89) 20(22) 49 93(98) • 95(103) 53(57) 80

Московский 121 90(112) 73С81) 23(25) 46 98(101) 90(92) 23(23) 70

Надя 90(120) 85(94) 13(14) 47 98(101) 95(97) 35(36) 78

Носовский 9 83(107) 68(82) 43(52) 49 95(97) 93(97) 17(18) 68

Зазерский 85 96(112) 83С87) 7(8) 46 93(98) 88(95) 17(18) 66

Московский 3 100(111) 78(78) 18(18) 49 88(101) 95(109) 20(23) 68

Средняя по ¿¡актору В 92 78 20 94 93 28

НСРД=9.5 НСРВ=6.7 НСРд=8.5 НСРВ=6.0

НГР =ш

"для частных средних

.4

ипр . —14 7

для частных средних"

массе надземной части различия между группами из колоса могут быть в 2 риза больше, чем у сортов.

Радиоустойчивость сортов Винер и Московский 121 несколько вше, чем у сравнительно недавно районированных СЗазерский 85 и Московский 33. В пределах колоса наибольшая радиорезистентность отмечена у семян из верхней части колоса.

5.2 Устойчивость растений к гербициду под влиянием наследствшщых и ненаследственных факторов

Установлены существенные различия по устойчивости растений к симазину в зависимости от сорта и местоположения семян в колосе (табл.12).

Таблица 12

Токсичность симазина для семян ярового ячменя (урожай 1990 года), г/га

Сорт

Ео

20

Е0

50

е0

70

Винер

Московский 121 Надя

Носовский 9 Зазерский 83 Московский 3

138 С120-1583х 158 С135-185) 210 С183-241) 160 С137-187) 144 С115-182) 342 (211-276)

308 (284-335) 291 С252-384) 344 (305-389) 347 С311-386) 323 С330-372) 374 (327-427)

509 (456-570) 426 (376-482) 469 (403-545) 582 (481-637) 534 (437-6Б2) 491 (416-579)

В скобках указан доверительный интервал При увеличении дозы гербицида различия между вариантами становятся менее существенными, а доверительные интервалы увеличиваются в 3-4 раза. Различия в устойчивости к гербициду у разных' групп по колосу оказались в несколько раз больше, чем различия между сортами. Так, для 70% угнетения роста растений различия в количестве симазина составляли для разных групп до 560 г/га, для сортов эта разница составила всего 140 г/га, то есть в 4 раза меньше. Растения, выращенные из семян из середины колоса, оказались более устойчивы к деи-

о

ствио гербицида, чем выше и ниже расположенные.

Следует отметить различного взаимосвязь между массой 1000 семян и устойчивостью к симазину выросших из них растений, у сортов и групп по колосу. С увеличением массы 1000 семян в пределах одного сорта устойчивость увеличивается, а у сортов, напротив, уменьшается. В обоих случаях увеличение дозы гербицида усиливает корреляцию.

ВЫВОДЫ

1. Отмечено наличие существенных различий между сортами по энергии прорастания, лабораторной всхожести, массе 100 ростков, полевой всхожести, количеству и длине первичных зародышевых корешков, длине колеоптиле. Причем, последние три признака сильнее зависели от генотипа сорта, чем от условий вегетации. Наибольший размах изменчивости по годам был у сорта Винер, гаименьшеий - у сортов Зазерс-кий 95 и Московский 3. Максимальные количество и длина первичных кореаков наблюдались у сортов Винер и Московский 121, с уменьшением обоих показателей у сортов Надя, Носовский 9 и Зазерский 85 и проявлением минимальных значений у сорта Московский 3. Длина колеопти-лэ в значительной степени зависела от условий прорастания семян. При низкой температуре С10°С) наибольшая длина колеоптиле была у сортов Впнер и Московский 121, с повшеяием температуры проращивания семян выявлено преимущество сортов, районирования 80-х годов по сравнению с сортами более ранних этапов селекции.

2. Обнаружено наличие сильной отрицательной корреляции между степень» развития первичной корневой системы и длиной колеоптиле при режиме проращивания семян 30°, что по-видимому, связано с ускорением фгаиолого-бйохимических процессов и усилением конкуренции между корневой системой и ростком за использование питательных веществ эндосперма..

3. Выявлено, что преимущество какой-либо фракции семян по крупности объясняется генетическими особенностями сортов. У сортов ячменя Винер, Московский 121 имеются отличия по посевным свойствам семян, разделенных по величине; у сорта Московский 3 крупность семян не оказывает влияния на качество семян, а у сортов Надя, Носовский 9 и Зазерский 85 степень различий между фракциями зависит от условий вегетации.

4. Установлено, что фракционный состав семенного зерна и масса 1000 семян, а так же характер их изменений под влиянием погодных условий весьма специфичны для каждого сорта. У сортов Зазерский 85 и Московский 3 крупная фракция семян Сот 2.5 до 3.0 мм) ежегодно составляла более половины С До 7350 сгг общего количества при наличии 5-17% очень крупных зерен С более 3 мм). В то время как у остальных сортов семена очень крупной фракции составляли незначительную часть и при атом были, как правило, более низкого качества по сравнение с остальными фракциями. , ,

5. При оптимальных сроках и условиях уборки наибольшая масса 1000 семян отмечена у сортов Зазерский 85 и Московский 3, минимальная -у сорта Носовский 9. Повышенное количество осадков в период уборки и, как следствие, перестой на корню приводит к снижению массы 1000 семян, при этом наибольшие потери в массе наблодались у крупнозерных, с потенциально высокой массой 1000 семян сортов Зазерский 85 и Московский 3; наименьшие - у сорта Московский 121. Остальные изучаемые сорта (Винер, Кадя, Носовский 9) занимали промежуточной положение.. Норма реакции по массе 1000 семян носит четкий генетический характер. Если у сортов Винер, Московский 121, Надя и Носовский 9 максимальная масса 1000 семян отмечена в засушливом 1992 году, то у сорта Московский 3 засуха, практически, не повлияла на величину дан-

ного признака, а у сорта Зазерский 85 она вызвала определенное сни-. хение массы 1000 семян по сравнении с благоприятным 1991 годом.

6. У семян, полученных в неблагоприятный год, оценка "по лабораторной всхожести является достаточным анализирующим фактором для выявления отличий по качеству семян. Для семян, выг^ащенных в благоприятных условиях и имеющих достаточно высокое исходное качество, требуются более жесткие условия оценки для прогноза предполагаемого их .

• v

поведения в полевых условиях.

7. Увеличение вариабельности признаков качества семян ячменя обнаружено при использовании острого гамма-облучения. Радиочувствительность семян в большей степени определяется условиями вегетационного периода во время их формирования. Наиболее радиочувствительными оказались семена сравнительно недавно выведенных и районированных сортов Зазерский 85 и Московский 3.

8. Установлено наличие достоверных различий в чувствительности растений ячменя к гербициду (сшизинуЗ, в зависимости от сортовой специфики, а так же от положения семян в колосе, из коггорыз выращены растения. При этом ризница в устойчивости последних была в 2-4 раза больше, чем различия между сортами. У сорта Зазерский 85 крупные семена из середины колоса обладали большей устойчивостью к гербициду.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЮЖЕШЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ В селекционной работе с яровым ячменем, при создании новых сортов с donee развитой первичной корневой системой, в качестве доноров данного признака целесообразно использовать сорта Винер и Московский 121. Кроме того, сорт Московский 121 может быть использован в скрещиваниях с целью увеличения количества проводящих пучков в колеоптиле.

При сортировке семян, для выделения биологически денных фракций, необходимо учитывать соргговуо специфику, поскольку величина зерновок мозсат по разному влиять на посевные качества семян в зависимости от сорта и условий вегетации. •

СПИСОК РАБОТ 0ПУ6Ш0ВАННЫХ ГО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Мищенко Л. Н. Сравнительная оценка посевных качеств разнотипных сортов ярового ячменя /'/Груды Научной Конференции молодых ученых 47 ишя 1991 г. Московская с.-х. Академия, М. ,1991