Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности адаптивной селекции озимой пшеницы на зимостойкость и продуктивность

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Особенности адаптивной селекции озимой пшеницы на зимостойкость и продуктивность"

На правах рукописи

Васильева Анна Михайловна

005009336

ОСОБЕННОСТИ АДАПТИВНОЙ СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЗИМОСТОЙКОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

г фев ®

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата сельскохозяйственных наук

Краснодар 2012

005009336

Работа выполнена в Государственном наяном учреждении Северо-Кубанская сельскохозяйственная опытная станция Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства им. П.П. Лукьяненко Россельхозакадемии в 19902010 гг.

Беспалова Людмила Андреевна,

академик Россельхозакадемии, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ

Клюка Виктор Игнатьевич,

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Остапенко Надежда Васильевна,

кандидат сельскохозяйственных наук

)

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия».

Защита диссертации состоится 21 февраля 2012 г. в 11 ч. 00 мин на заседании диссертационного совета Д 220.038.04 при ФГБОУ ВПО «Кубанский Государственный аграрный университет» по адресу: г. Краснодар, ул. Калинина, 13 (главный корпус, конференц-зал), телефакс (8-861) 221-57-93.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кубанский Государственный аграрный университет», с авторефератом - на сайтах http://www.vak.ed.gov.ru и www.kubsau.ru

Автореферат разослан «21» января 2012 г.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Учёный секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, профессор

Л.В. Цаценко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Озимая пшеница - одна из основных продовольственных культур большинства стран мира. Производство зерна пшеницы в необходимом количестве - один из важнейших факторов стабильности экономики. Для увеличения валовых сборов зерна необходимо создавать сорта с высоким потенциалом продуктивности, имеющих максимально высокую степень её реализации независимо ог складывающихся лимитов среды. Северная зона Краснодарского края и аналогичные зоны Северного Кавказа (Ростовская область, северо-восточная часть Ставропольского края) характеризуются недостаточным и неравномерным увлажнением в течение вегетационного периода озимой пшеницы, суровыми условиями перезимовки, резкими колебаниями температур в зимний и ранневесенний периоды. Для этих зон сорта озимой пшеницы должны, наряду с хорошей засухоустойчивостью, обладать высокой морозостойкостью, быть устойчивыми к резким колебаниям температуры в зимне-весенний период, хорошо сохранять закалку при зимних оттепелях и в начале весны. Здесь нужны сорта, выдерживающие критическую температуру в узле кущения -17... -19°С и ниже (Ю.М. Пучков, 2001).

Поэтому актуальной проблемой селекции в настоящее время и на перспективу является создание высокоурожайных сортов, сочетающих высокую морозостойкость, засухоустойчивость и другие хозяйственно-ценные признаки.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований заключалась в изучении исходного материала пшеницы мягкой озимой и выведении на его основе новых высокопродуктивных сортов, обладающих высокой морозостойкостью и адаптивностью в условиях северной зоны Краснодарскою края и аналогичных зон Северного Кавказа.

В задачи исследований входило:

- в связи с потеплением климата изучить динамику изменения температурных условий за последние 20 лет и возможность оценки и отбора генотипов с повышенной морозостойкостью в поле, в естественных условиях;

- изучить влияние динамики минимальной температуры воздуха и почвы на глубине залегания узла кущения на провокационном фоне - стеллажах на закаливание и величину критической температуры вымерзания растений озимой пшеницы;

- уточнить оптимальный срок посева озимой пшеницы на стеллажах для получения наилучшей дифференциации селекционного материала по морозостойкости;

- оценить эффективность косвенных оценок селекционного материала по устойчивости к подмерзанию и интенсивности отрастания растений;

- выявить корреляционную зависимость между урожайностью и морозоустойчивостью на стеллажах и в поле с целью использования при отборе селекционных линий;

- провести оценку селекционного материала на морозостойкость на стеллажах и отобрать формы с высокой устойчивостью к криогенным нагрузкам;

- изучить влияние критических и некритических температур на глубине залегания узла кущения на снижение урожайности у сортов, относящихся к разным группам морозостойкости;

- изучить элементы структуры урожая у групп сортов с разным уровнем морозостойкости;

- создать новые сорта, высоко адаптивные к стрессовым условиям среды.

Научная новизна исследований.

- подтверждена высокая эффективность стеллажей, как провокационного фона для оценки и отбора селекционного материала по морозостойкости в условиях изменяющегося климата;

- изучено влияние динамики минимальной температуры воздуха и почвы на глубине залегания узла кущения на развитие растений озимой пшеницы и величину критической, дифференцирующей температуры на стеллажах;

- уточнены сроки посева на стеллажах, которые рекомендуется сдвинуть на 20 дней позже в сравнении с 70-тыми годами прошлого столетия в связи с потеплением климата.

- установлено, что для получения наилучшей дифференциации селекционного материала разного уровня морозостойкости во все годы, посев на стеллажах необходимо проводить в два срока: в начале первой и в конце второй декад октября;

- впервые установлено отрицательное влияние предкритического криогенного стресса в поле на урожайность сортов со средней морозостойкостью;

- выявлено, что достоверную информацию о морозостойкости селекционного материала на провокационном фоне (при наличии критических или близких к критическим температурам) можно получить на основании косвенных оценок устойчивости к подмерзанию и интенсивности отрастания растений;

- создано в соавторстве 40 сортов, 27 из которых включены в Государственный реестр селекционных достижений РФ и других стран ближнего и дальнего зарубежья. В Северо-Кавказском регионе их посевы ежегодно составляют около 1 млн. гектар.

Практическая значимость работы.

В результате нашей многолетней селекционной работы в соавторстве создано 40 сортов, 27 из них: Соратница (1993), Даха (1993), Сфера (1993), Ейка (1994), Юг-тина (1994), Краснодарская 90 (1995), Зимородок (1997), Уманка (1997), Дельта (1999), Лира (2001), Селянка (2002), Краснодарская 99 (2003), Юбилейная 100 (2004), Дока (2005), Фортуна (2006), Москвич (2006), Зимтра (2007), Коллега (2007), Юнона (2008), Лига 1 (2009), Зимница (2009), Краля (2010), ЮМПА (2010), Творец (2011), Дмитрий (2011), Этнос (2012), Курень (2012) внесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве. Четыре сорта - Трио, Лауреат, Морозко, Курс проходят Государственное испытание. Выведенные сорта получили широкое распространение в производстве. В 2011 году они занимали в крае 424.1 тыс. га, а за последние шесть лет только в крае возделы-вались на общей площади 2.204 млн. га, что позволило значительно увеличить урожайность озимой пшеницы и её стабильность.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Типизация лет исследований по возможности дифференциации селекционного

материала по морозостойкости на провокационном фоне;

2. Влияние некритического криогенного стресса в поле на урожайность сортов

разных групп морозостойкости;

3. Изменение морозостойкости селекционного материала в результате генотип-

средового взаимодействия;

4. Прогресс селекции высоко морозостойких сортов на высокую продуктивность.

Апробация работы и публикация результатов исследований.

Основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались на научно-методических советах Краснодарского НИИСХ иМ. П.ПЛукьяненко и Севе-' ро-Кубанской сельскохозяйственной опытной станции, на научно-практической конференции «Зеленая революция П.ПЛукьяненко» (Краснодар 2001г.), на научно-практической конференции, посвящённой 80-летию КГАУ (Краснодар, 2002), на научно-практической конференции АЧГАА (Зерноград, 2003), на международной научной конференции «Эволюция научных технологий в растениеводстве» (Краснодар, 2004), на международной конференции, посвященной 50-летаю создания сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1 «Безостая 1 - 50 лет триумфа» (Краснодар, 2005), на международной научной конференции, посвященной 80-летию со дня основания Карабалыкской СХОС «Научное обеспечение производства конкурентоспособной продукции сельского хозяйства (Научный, 2009). Исследования проведены в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы ГНУ Северо-Кубанской сельскохозяйственной опытной станции Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко Россельхозакадемии.

За достигнутые успехи в выведении и внедрении новых сортов автор диссертации награждён Почётной грамотой Российской академии сельскохозяйственных наук.

По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, из них одна в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, получено 27 авторских свидетельств и 26 патентов на сорта пшеницы мягкой озимой.

Объём и структура диссертации.

Диссертация изложена на 166 страницах компьютерного текста, состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений для селекции и производства, списка литературы, приложения, содержит 60 таблиц, 20 рисунков. Список библиографических источников включает 218 наименований, в том числе 43 иностранных авторов.

Принятые в диссертации сокращения.

КНИИСХ - ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук.

СКСХОС - ГНУ Северо-Кубанская сельскохозяйственная опытная станция Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук.

ГЗУК - глубина залегания узла кущения.

ГП - гибридный питомник.

СП - селекционный питомник.

КП - контрольный питомник.

МСИ - малое сортоиспытание.

КСИ - конкурсное сортоиспытание.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

В данной главе представлен анализ научной литературы по вопросам, касающимся физиологических причин вымерзания озимой пшеницы, влияния закалки на морозостойкость растений и результатов селекции морозостойких сортов.

Глава 2. УСЛОВИЯ, СЕЛЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Исследования проводились в 1990-2010 гг. на СКСХОС Краснодарского НИИСХ (станица Ленинградская, Краснодарский край), расположенной в северной зоне края. Почвы представлены чернозёмом мощным, малогумусным, карбонатным, тяжелосуглинистым. Глубина гумусного слоя составляет около 140 см, содержание гумуса в пахотном горизонте - 3,6-3,9%.

По климатическим условиям зона характеризуется недостаточным и неравномерным в течение вегетационного периода озимой пшеницы увлажнением, суровыми условиями перезимовки, резкими колебаниями температур в зимний и ранневе-сенний периоды. Годы исследований по метеорологическим условиям значительно отличались друг от друга. Среднесуточная температура воздуха составила 11,6 °С и. варьировала по годам от 10,1°С до 13,0°С. Среднегодовое количество осадков составило 620,9 мм. По количеству осадков годы характеризовались крайне неравномерным распределением, как по годам (варьирование 399,7-844,7 мм), так и в течение года. Анализ количества осадков по периодам вегетации показал, что 2006/2007 год был наиболее засушливым и неблагоприятным для роста и развития посевов озимой пшеницы. Продолжительная засуха в период весенней вегетации наблюдалась в 2002 и 2003 годах. Устойчивая продолжительная засуха с высокой среднесуточной температурой воздуха и суховейными явлениями наблюдалась в мае и в июне 1996, 2007, 2010 годов. Наибольшее количество осадков в этот период выпало в 1991, 1992, 1995, 2001 годах. Такой характер погоды в весенний период этих лет способствовал интенсивному развитию растений, накоплению большой вегетативной массы, что вызвало полегание посевов озимой пшеницы.

Исходным материалом исследований служили сорта и линии пшеницы мягкой озимой, созданные Краснодарским НИИСХ и Северо-Кубанской СХОС. Для Краснодарского края разработана шкала сортов - индикаторов (стандартов) морозоустойчивости: Краснодарская 39, Олимпия 2, Краснодарская 46, Безостая 1 (Ю.МЛучков, 2001). На основе многолетних данных исследуемые сорта по степени морозостойкости классифицируются на следующие группы (табл. 1).

Посев и оценка селекционного материала на морозостойкость проводились на провокационном фоне (бетонированных стеллажах) по методике КНИИСХ (Э.Г. Гринфельд, А.Н. Коржина, 1969, Э.Г. Гринфельд, 1974, Н.П. Фоменко, 2000). Ежегодно на стеллажах изучали от 2000 до 3000, в поле 16-47 тыс. образцов озимой пшеницы.

Определяющим критерием перезимовки растений на стеллажах является температура почвы на ГЗУК. Для измерения температуры почвы использовали почвенный

дистанционный термометр АМ-2М. Датчики закладывали на уровне залегания узла кущения. Снятие показаний проводили ежедневно в течение зимы утром в 8 часов.

Группа морозостойкости Стандартный сорт Сорт

Высокая Краснодарская 39 Зимородок, Уманка, Зимтра, Москвич, Зимница, Краля, Юнона, Творец, Дмитрий

Повышенная Олимпия 2 Батько, Победа 50, Соратница, Дока, Лига-1, Фортуна, Первица, Юбилейная 100, ЮМПА, Есаул, Селянка.

Выше средней Краснодарская 46 Коллега, Краснодарская 99, Таня, Гром, Лира, Нота, Протон, Скифянка, Спартанка

Средняя Безостая 1 Дельта, Память, Сила, Фишт

Образцы высевали вручную на глубину 5 см в два срока (оптимальный и поздний). В течение зимы сметали снег со стеллажей и в поле на закреплённой учётной площадке. Морозостойкость определяли подсчётом сохранившихся растений весной после отрастания и оценками устойчивости к подмерзанию и интенсивности отрастания растений.

Посев, наблюдения, учёты и анализ в поле и в лаборатории выполнены по методикам Госкомиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971, 1975), и ВНИИР им. Н.И. Вавилова (1984). Оценку селекционного материала на устойчивость к болезням проводили в лаборатории селекции пшеницы на устойчивость к болезням КНИИСХ. Анализ мукомольно-хлебопекарных качеств зерна проводили в отделе технологии и биохимии зерна КНИИСХ. Статистическая обработка результатов исследований выполнена на персональном компьютере с использованием статистических методов Доспехова Б.А. (1985). Корреляционный анализ рассчитывали с помощью программы 8ш151ка 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Глава 3. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ДИНАМИКУ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА НА ГЛУБИНЕ ЗАЛЕГАНИЯ УЗЛА КУЩЕНИЯ И НА ПЕРЕЗИМОВКУ ОЗИМОЙ

ПШЕНИЦЫ

3.1. Влияние динамики минимальной температуры воздуха и почвы на ГЗУК на развитие растений озимой пшеницы и величину критической, дифференцирующей температуры на стеллажах

В результате анализа многолетних данных погодных условий и перезимовки сортов озимой пшеницы Н.П. Фоменко (2000) показано, что условия зимы в северной зоне края не всегда позволяют проводить в полевых условиях оценку и отбор селекционного материала по морозостойкости. Это подтверждается нашими исследованиями. Температура почвы в поле на ГЗУК лишь дважды (2008, 2009 гг.) пони-

жалась до -10°С при минимальной температуре воздуха -19,5°С и -24,0°С и при отсутствии снежного покрова (рис. 1).

В 1993,1994,2005 годах температура почвы на ГЗУК опускалась до -8,0, -8,5°С при понижении в воздухе до -17,0°С, -23,5°С. При понижении температуры воздуха в 2002 и 2006 гг. до -34°С в поле на ГЗУК она понизилась лишь до -4,0сС и -7,0°С, т.к. глубина снежного покрова на тот момент составляла 20-30 см.

Температура почвы на ГЗУК на стеллажах в то же время была значительно ниже, чем в поле. В 2006 и 2010 годах она опускалась до -20°С, в 1994 и 2003 годах до -18,5°С и -18,0°С; в 1991, 1998, 2002, 2008 до -17,5°С; в 1993 и 1995 до -15,0°С -16,0°С; в остальные годы от 0°С до -14,0°С. При анализе многолетних данных температурного режима почвы на ГЗУК на стеллажах в наших исследованиях не всегда наблюдалась дифференциация селекционного материала по морозостойкости.

Рисунок 1 - Минимальная температура воздуха и почвы на ГЗУК на стеллажах и в поле, (данные метеопоста СКСХОС)

В 10 случаях (1990,1992, 1996,1999,2000,2001,2002,2004,2007,2009 гг.) при понижении температуры почвы на ГЗУК от 0°С до -14,0°С, растения озимой пшеницы сохранились на 100%, однако нам удалось оценить селекционный материал по степени подмерзания и отрастания растений.

За годы исследований дважды наблюдалась полная гибель посевов на стеллажах.

В 1993/94 году ноябрь был холоднее нормы. С 10 ноября по 9 декабря температура почвы на ГЗУК на стеллажах колебалась от -8,0°С до -14,0°С. Растения озимой пшеницы в этот момент имели 2-3 листа с неразвившимся узлом кущения, что вызвало частичную гибель посевов на стеллажах. С 10 декабря по 21 января температура на ГЗУК поднималась до +6,0°С, растения тронулись в рост и активно вегети-ровали, в это время была отмечена фаза кущения. Во второй декаде февраля температура на ГЗУК вновь опустилась до критической и держалась на уровне -15,0 -18,5 С в течение недели. Продолжительная криогенная нагрузка после длительной оттепели привела к полной гибели озимой пшеницы (рис. 2).

, г пьу мил.

1993-1994 гг.

В 1997/98 году погодно-климатические условия в ноябре и в первой декаде декабря способствовали активной вегетации озимой пшеницы и при резком понижении температуры почвы на ГЗУК 18 декабря до -17°С посевы на стеллажах полно-

1997-1998 гг.

В 9 случаях (9лет) наблюдалась частичная гибель растений озимой пшеницы. При этом была получена дифференциация селекционного материала по морозостойкости. Температура почвы на ГЗУК на стеллажах в эти годы (1991, 1993, 1995, 1997, 2003,2005,2006,2008,2010) опускалась до -12°С...-20°С.

В 2002/2003 году температурный режим в осенний период способствовал хорошему развитию растений. До наступления холодов (с 1 декабря), растения озимой пшеницы раскустились и имели 2-3 стебля. Температуры почвы на ГЗУК 10 декабря понизилась до -18,0°С, затем в течение нескольких дней держалась на уровне -15°С. С 29 декабря и в течение января минимальная температура почвы на ГЗУК колебалась от 0 до +3,0°С. С 11 февраля температура почвы на ГЗУК вновь опускалась до -14,0°. В результате на стеллажах наблюдалась очень жёсткая дифференциация селекционного материала по морозостойкости. Сорта и линии с повышенной и высокой морозостойкостью сохранились на 18,0%... 26,7%, со средней и выше средней морозостойкостью практически погибли (рис. 4).

2002-2003 гг.

В 2005/2006 году озимая пшеница ушла в зиму хорошо раскустившейся, температурный режим в декабре способствовал очень хорошей закалке растений. Начиная с 22 января температура почвы на ГЗУК держалась в течение 8 дней на уровне -15,0°С, а 26 января опускалась до -21,0°С. Растения озимой пшеницы в этот год сохранились в среднем на 36,1%; высоко морозостойкие на 49,0%... 53,6%; средне морозостойкие на 25,0%... 30,0%, (рис. 5). Аналогичная динамика температурного режима наблюдалось в 2010 году.

В 2007/2008 году с осени растения озимой пшеницы хорошо раскустились (3-4 стебля). Постепенное понижение минимальной температуры воздуха и почвы в де-

кабре способствовало хорошей закалке растений. При понижении температуры почвы на ГЗУК с 8 по 13 января до -17,0°С в среднем сохранилось 76,7% растений Аналогичные погодно-климатические условия сложились в 1991 году.

2005-2006 гг.

Условия температурного режима в 1993, 1995, 1997, 2005 годах, когда температура почвы на ГЗУК понижалась до -12...-16°С, позволили нам провести достоверную оценку и браковку только слабо морозостойких сортов и линий.

На основании выше изложенного нами установлено, что критическая температура вымерзания на стеллажах величина непостоянная. Она зависит от степени развития растений, их закалки и длительности криогенной нагрузки, то есть суммы отрицательных температур. Понижение температуры почвы на ГЗУК в середине зимы (январе, после прохождения фаз закалки) до -21,0°С менее губительно для растений озимой пшеницы, чем до -17,0°С в начале зимы (декабре, когда посевы на стеллажах полностью погибли) и -18°С в феврале после оттепели и возобновления активной вегетации (что также привело к полной гибели посевов на стеллажах).

3.2. Взаимосвязь урожайности с параметрами перезимовки в поле и на

стеллажах

Корреляционный анализ полученных на стеллажах данных, выявил высокую положительную взаимосвязь между морозостойкостью и устойчивостью растений к подмерзанию (г = 0,884), морозостойкостью и интенсивностью их отрастания на стеллажах (г = 0,871) на уровне достоверности 99,9% (табл. 2).

Средняя положительная выраженность взаимосвязи (г = 0,493) наблюдается между морозостойкостью (% живых растений), полученной на стеллажах, и устойчивостью к подмерзанию растений в поле, что очень важно при определении морозостойкости по устойчивости к подмерзанию растений в естественных полевых условиях.

Таблица 2 - Взаимосвязь морозостойкости с устойчивостью к подмерзанию и интенсивностью отрастания растений на стеллажах и в поле_

Признак Коэффициент корреляции

устойчивость к подмерзанию интенсивность отрастания

стеллажи поле стеллажи поле

% живых растений на стеллажах 0,884 0,493 0,871 0,322

Средняя положительная взаимосвязь (г = 0,322) также установлена между морозостойкостью на стеллажах и интенсивностью отрастания растений в поле.

С помощью корреляционного анализа нами выявлена взаимосвязь между урожайностью и устойчивостью к подмерзанию и интенсивностью отрастания растений в поле и на стеллажах (табл. 3).

Таблица 3 - Сопряжённость урожайности с параметрами перезимовки в поле и на стеллажах (1990-2010 гг.)_

Признак Коэффициент корреляции

устойчивость к подмерзанию интенсивность отрастания % живых растений на стеллажах

поле стеллажи поле стеллажи

Урожайность, т/га 0,416 0,395 0,193 0,278 0,328

Гщт • • • 1*тах 0,054...0,736 0,095.-0,514 -0,095 ...0,333 0,062...0,441 0,037..0,553

Результаты исследований показали, что коэффициент корреляции между урожайностью и устойчивостью к подмерзанию в поле был средним положительным (г = 0,416) при высоком уровне достоверности. Наибольшего значения коэффициенты корреляции достигали в 2003 году (суровом по погодно-климатическим условиям в зимний период) и варьировали в зависимости от предшественника (г = 0,657 ... г = 0,736), что свидетельствует о высокой положительной связи урожайности с морозостойкостью в холодные зимы.

И хотя в суровые зимы даже частичной гибели растений в поле мы не наблюдали, высокая степень сопряженности между урожайностью и генетически детерминированной морозостойкостью сортов указывает на депрессию растений и потерю части урожая при криогенной нагрузке, даже не достигающей критического уровня (предкритический уровень).

Взаимосвязь урожайности с интенсивностью отрастания в поле была слабой положительной (г= 0,193) и варьировала по годам от отрицательных значений до средних положительных (г = - 0,095 ...+0,333). Наибольшие положительные значения она имела в 1994 (г = 0,216) и в 1998 (г = 0,345) годах, когда в поле температура почвы на ГЗУК опускалась до -8,0°С, а на стеллажах, из-за низких температур, наблюдалась полная гибель растений озимой пшеницы.

Сопряженность урожайности с процентом живых растений и их устойчивостью к подмерзанию на стеллажах выражается средними положительными коэффициентами корреляции (г = 0,328 и г = 0,395), что ещё раз подтверждает эффективность изучения селекционного материала по морозостойкости на стеллажах.

В 50-60-ых годах все высоко морозостойкие сорта озимой пшеницы степного экотипа в условиях Северного Кавказа были малопродуктивными. Их урожайность составляла 20-70 % к Безостой 1, урожайность морозостойкого сорта Мироновская 808 лесостепного экотипа составляла 80% к Безостой 1, т.е. существовала отрицательная корреляция между продуктивностью и морозостойкостью сортов (Ю.М. Пучков и Г.Д. Набоков, 2001).

Результаты наших исследований показывают, что в процессе селекции эта связь была значительно нарушена, но окончательно не преодолена. В настоящее время в КНИИСХ им. П.П. Лукьяненко, совместно с СКСХОС созданы сорта пшеницы мягкой озимой, сочетающие высокую морозостойкость с урожайностью. Так, средняя урожайность за 4 года (2003,2004, 2006, 2008 гг.) у группы сортов с выше средней и высокой морозостойкостью была практически на одном уровне (6,73 т/га и 6,69 т/га), хотя оценки перезимовки, как в поле, так и на стеллажах были выше у группы высоко морозостойких сортов (табл. 4).

Таблица 4 - Урожайность и перезимовка сортов пшеницы мягкой озимой по группам морозостойкости (среднее 2003,2004,2006,2008 гг.)_

Группа морозостойкости, Сорта Урожайность, т/га. Оценка перезимовки

устойчивость к подмерзанию, балл интенсивность отрастания, балл % живых растений на стеллажах

поле стеллажи поле стеллажи

Высокая Зимородок, Москвич, Зимтра, Юнона, Зимница 6,69 6,8 5,9 7,2 7,0 53,5

Повышенная ЮМПА, Есаул, Юбилейная 100, Дока, Лига 1, Фортуна, Батько, Победа 50, Первица 6,54 6,1 4,4 7,4 5,8 38,5

Выше средней Нота, Таня, Коллега, Краснодарская 99, 6,73 5,6 3,5 7.0 5,3 34,8

Средняя Безостая 1,Фишт, Дея Дельта, Память, Веда 6,18 5,3 3,3 6,8 5,2 33,7

Урожайность сортов группы с повышенной морозостойкостью была несколько ниже, чем у сортов с выше средней морозостойкостью (6,54 т/га) не смотря на то, что оценки перезимовки были выше. Сорта со средней морозостойкостью значительно уступали по урожайности первым трем группам, оценки перезимовки их были на уровне сортов с выше средней морозостойкостью.

Урожайность сортов по группам морозостойкости в зависимости от года была разной. В 2003 году, жестком по температурному режиму, урожайность у высоко морозостойких сортов составила 6,40 т/га; у сортов с повышенной морозостойкостью - 6,12 т/га; у сортов с выше средней морозостойкостью - 6,01 т/га; со средней морозостойкостью - 5,61 т/га (рис. 6).

я 8

2003 2004 2006 2008 Среднее

"Уровень морозостойкости ыВысокин шПовышенный ьг Выше среднего ^Средний

Рисунок 6 - Средняя урожайность пшеницы мягкой озимой по группам морозостойкости, т/га (2003, 2004, 2006, 2008 гг.)

В 2004 году, более благоприятном по температурному режиму, урожайность была выше у сортов с выше средней морозостойкостью - 7,95 т/га; у высоко морозостойких- 7,82 т/га; с повышенной морозостойкостью - 7,66 т/га; со средней - 7,00 т/га.

В 2006 году у сортов с выше средней морозостойкостью урожайность составила 5,90 т/га; высоко морозостойких - 5,71 т/га; с повышенной морозостойкостью - 5,58 т/га; со средней морозостойкостью - 5,52 т/га.

В 2008 году урожайность в группе сортов с выше средней морозостойкостью составила - 7,06 т/га; с повышенной - 6,95 т/га; с высокой - 6,84 т/га; со средней -6,60 т/га.

В наших исследованиях установлена чёткая закономерность:

- во все годы с высокой криогенной нагрузкой сорта со средней морозостойкостью по урожайности достоверно уступали сортам с высокой, повышенной и выше средней морозостойкостью,

- в очень суровом (2002/2003) году урожайность сортов полностью коррелирует с морозостойкостью,

- в годы, когда криогенные нагрузки не достигают критических значений, наибольшую урожайность демонстрирует группа сортов с выше средней морозостойкостью.

3.3. Влияние сроков посева на стеллажах на морозостойкость сортов пшеницы

мягкой озимой

Сроки посева на стеллажах, как и в полевых условиях, значительно влияют на морозостойкость растений озимой пшеницы (Н.П. Фоменко, 2000).

В наших исследованиях наиболее высокой морозостойкостью обладают растения оптимальных сроков посева, хорошо раскустившиеся, с лучшей способностью к закаливанию. Выживаемость растений при посеве 1 -5 октября в среднем за четыре года (2003, 2006, 2008, 2010) составила 42,9%, при посеве 15-20 октября - 39,0% (рис.7).

В суровом 2003 году при первом сроке посева в среднем по всему изучаемому селекционному материалу сохранилось 12,1% живых растений, при втором - 4,9%.

В 2006 и 2010 годах, более мягких по температурному режиму почвы на ГЗУК, количество живых растений при первом сроке посева было выше на 6,0% и 13,2 % соответственно.

В 2008 году картина несколько поменялась. Во втором сроке посева растений сохранилось на 8,5 % больше, чем в первом. Это связано с тем, что растения при первом сроке посева с осени интенсивно росли, имели мощную вегетативную массу, а, по мнению многих авторов (А.И. Носатовский, 1965; П.П. Лукьяненко, И.И. Василенко; 1968, М.П. Малиенко, 1970), у переросших растений, более чем с 5-6 побегами, устойчивость к морозам снижается.

°'Ь "-К1Т1! раст. 90 80 ■ 70 60 50 40 ЗО 20 Ю

Годы

ы 1 срок

2010 Среднее

и 2срок

Рисунок 7 - Результаты перезимовки пшеницы мягкой озимой на стеллажах (2003, 2006, 2008, 2010 гг.)

Реакция сортов на срок посева была разной. В группе сортов с высоким уровнем морозостойкости наибольшая реакция на срок посева наблюдалась у сорта Зим-тра. При посеве в первом сроке выжило на 15,3 % растений больше, чем при втором. Сорт Зимородок не реагировал на срок посева, как и сорта Москвич, Зимница и Юнона. Разница в зависимости от срока посева составила от 3 до 7% живых растений. В группе сортов с повышенным уровнем морозостойкости сильная генотип-средовая реакция (сорт - срок посева) наблюдалась у сортов: ультраскороспелого -Юбилейная 100 (при втором сроке сохранилось на 12, 0% меньше); Батько (на 11,0% растений меньше). У сортов Есаул, Дока и Победа 50 реакции на срок посева практически не было (разница составила 2,2%, 3,9% и 4,2%, соответственно). У сортов Юмпа, Лига 1, Фортуна, Первица при первом сроке сохранилось на 6,4%, 9,0%, 6,0%

15

растений больше. В группе сортов с выше средним уровнем морозостойкости наибольшая реакция на срок посева наблюдалась у скороспелого сорта условной двуручки Нота (при первом сроке сохранилось на 12,6% растений больше). Сорта Таня, Коллега, Краснодарская 99 слабо реагировали на срок посева. В группе сортов со средним уровнем морозостойкости сорт Безостая 1 не реагировал на срок посева, хотя его морозостойкость была наименьшей. У сорта Фишт при втором сроке сохранилось на 3,2% растений больше.

Глава 4. СТРУКТУРА УРОЖАЯ В СВЯЗИ С МОРОЗОСТОЙКОСТЬЮ

4.1. Изменение структуры урожая высоко морозостойких сортов в процессе селекции

Академик П.П. Лукьяненко (1966) показал, что продуктивность сорта формируется под влиянием различных элементов структуры урожая, и что важнейшим из них является высокая масса зерна с одного колоса. Он отмечал высокую положительную корреляцию между урожаем зерна в центнерах с гектара и массой зерна с одного колоса. Поэтому создание первых высокопродуктивных сортов было неразрывно связано с решением задачи повышения выхода зерна с одного колоса.

Академиком Л.А. Беспаловой (1998) разработаны две модели сортов, относящихся к степному и лесостепному экотипу. Увеличение урожая у сортов степного экотипа обеспечивается значительным уплотнением продуктивного стеблестоя. У сортов лесостепного агроэкотипа высокая урожайность формируется за счет увеличения продуктивности колоса при оптимальном стеблестое.

В настоящее время дальнейшее повышение урожайности обеспечивается как за счет увеличения продуктивности колоса при средней кустистости - модель П.П. Лукьяненко, так и за счет значительного увеличения густоты стеблестоя при средней продуктивности колоса - модель Л.А. Беспаловой. Этот новый путь стал возможным благодаря совершенствованию архитектоники и снижению высоты растения (Л.А. Беспалова, 2001), что подтверждается показателями элементов структуры урожая сортов разного экотипа.

Сорта Зимородок, Зимница, Юнона, Фортуна при средней густоте продуктивного стеблестоя (401, 376,425,451 колосьев соответственно) формируют урожай за счет большего количества зёрен в колосе (37,3, 37,5, 41,1, 39,7 зёрен соответственно). Сорта Победа 50, Дока, Таня при среднем количестве зёрен в колосе (28,5, 31,0, 33,4 соответственно) и средней массе зерна с колоса (1,13, 1,31, 1,49 грамм) формируют урожай за счет продуктивного стеблестоя (528, 498,513 стеблей соответственно).

Анализ элементов структуры урожая в группе высоко морозостойких сортов показал, что у новых сортов число продуктивных стеблей на единицу площади увеличилось на 10%, или на 43 шт. / м2, масса зерна с колоса на 79%, или на 0,82 г за счет увеличения массы 1000 зёрен (на 17%), и количества зёрен в колосе (табл. 5). Ёмкость ценоза увеличилась на 18%. Ильин A.B. и др. (1994) отмечают высокий уровень связи между количеством зёрен на единице площади и урожайностью. К.Д.

Бауге и др. (1997) повышение продуктивности озимой пшеницы за последние 30 лет связывают также с увеличением именно этого элемента структуры урожая.

Таблица 5 - Изменение элементов структуры урожая пшеницы мягкой озимой по группам морозостойкости в процессе селекции, (среднее 2009,2010 гг.)

Уровень морозостойкости сортов Год внесения в реестр Количество Масса, г Длина колоса, см Высота растений, см Емкость ценоза, тыс. шт./ м2

колосьев, шт. / м2 зёрен в колосе, шт. зерна с колоса 1000 зёрен

Высокий до 2000 г 428 37,0 1,04 39,3 10,1 94 15,8

после 2005г 471 39,7 1,86 46,2 10,0 ! 91 18,7

+ +43 +2,7 +0,82 +6,9 -0,1 -3 +2,9

Повышенный до 2000 г 496 28,3 0,87 43,2 7,7 89 14,0

после 2005 г 504 40,8 1,79 42,1 9,2 87 20,7

+ +8 +12,5 +0,92 -1,1 +1,5 -2 +6,6

Выше среднего до 2000 г 512 35,3 0,96 37.6 7,5 96 18,1

после 2010 г 526 42,9 1,80 41,9 9,7 88 22,7

+ +14 +,6 +0,84 +4,3 +2,2 -8 +4,6

Средний до 2000 г 469 34,8 0,96 39,1 8,5 97 16,5

после 2010 г 567 35,6 1,36 47,1 10,9 95 19,6

+ +98 +0,8 +0,40 +2,0 +2,4 -2 +3,1

В группе сортов с повышенным уровнем морозостойкости рост продуктивности связан с более значительным повышением массы зерна с колоса (на 106%) в связи с увеличением количества зёрен в колосе (на 44%), длины колоса (на 19%). Ёмкость ценоза возросла на 48%.

Увеличение продуктивности сортов с выше средним уровнем морозостойкости происходило за счёт роста массы зерна с колоса на 87%; количества зёрен в колосе на 21%, длины колоса на 29%, массы 1000 зёрен на 11%, ёмкости ценоза на 25% при незначительном увеличении продуктивного стеблестоя.

У сортов со средним уровнем морозостойкости рост продуктивности обеспечивался за счёт увеличения длины колоса (на 28%), массы зерна с колоса (на 42%), массы 1000 зёрен (на 20%). Ёмкость ценоза увеличилась на 19% за счёт увеличения количества продуктивных стеблей на 21%.

4.2. Структура урожая сортов с разным уровнем морозостойкости в сравнении

со средне-морозостойкими

При сравнительном анализе элементов структуры урожая у групп сортов с разной морозостойкостью выявлено, что сорта с высокой морозостойкостью формируют урожай за счёт увеличения количества зёрен в колосе - на 9%, массы зерна с колоса - на 11% и ёмкости ценоза - на 6% в сравнении со средне морозостойкой группой. У группы сортов с повышенной морозостойкостью количество продуктивных стеблей больше на 7%, количество зёрен с колоса - на 6%, масса зерна с колоса - на

2%, масса 1000 зёрен - на 7% и ёмкость ценоза - на 13%. У группы сортов с выше средним уровнем морозостойкости количество продуктивных стеблей больше на 5%, количество зёрен в колосе - на 4%, масса зерна с колоса - на 6%, ёмкость ценоза-на 9% (рис. 12).

Анализируя структуру урожая сортов озимой пшеницы с высоким, повышенным и выше средним уровнем морозостойкости в сравнении со средне морозостойкой группой сортов мы пришли к выводу, что урожайность всех групп формируется за счёт более высокой запасающей ёмкости ценоза. У высоко морозостойкой группы существенная прибавка получена за счёт большего количества зёрен в колосе. Сорта с повышенной и выше средней морозостойкостью увеличили количество продуктивных колосьев на единице площади.

1 - Кол-во прод. стебл.

2 - Высота растений

3 - Длина колоса

4 - Кол-во зерен в колосе

5 - Масса зерна с колоса 6-Масса 1000 зерен

7 - Емкость ценоза

Уровень морозостойкости --»- Высокий —■ -Повышенный —г™ Выше среднего •■К- • Средний

3

5'

Рисунок 12- Элементы структуры урожая сортов пшеницы мягкой озимой по группам морозостойкости (в % к средне морозостойкой группе, среднее 2000 - 2010 гг.)

Глава 5. РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ

Академик П.П. Лукьяненко ещё в 40-е годы особо важное значение придавал выведению сортов для северной зоны края и аналогичных зон Северного Кавказа. Создаваемые сорта должны обладать высокой продуктивностью, морозостойкостью и засухоустойчивостью, устойчивостью к полеганию и болезням, высоким качеством зерна.

Основными методами селекции в нашей работе являются внутривидовая, сложная, ступенчатая гибридизация и индивидуальный отбор. В скрещиваниях используется генетически разнообразный исходный материал: сорта и линии краснодарской селекции, других регионов России, зарубежных стран.

За весь период работы (1979-2010 гг.) на ГСИ были переданы и включены в Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию в производстве, сорта, соавтором которых является соискатель (табл.6).

Таблица б - Сорта пшеницы мягкой озимой, соавтором которых является соискатель

Название сорта Происхождение Год включения в Госреестр

Соратница Р| Одесская 66 / Партизанка 1993

Даха Р| Зерноградка 2 / Рубин 1993

Сфера Р] Краснодарская 57 X/ Рубин 1993

Ейка Донская полукарликовая / Дарица 1994

Югтина Р) (Заторе / Донская полукарликовая) / р1 (Краснодарская 57- 324 / Дарица) 1994

Краснодарская 90 Р] (Обрий/Донская безостая)/Лютесценс 25711352 1995

Зимородок Р, (Краснодарская 57-324 / Р472<5) / р1(Альбидум 114/ Лютесценс 2574Г250) 1997

Уманка Р|(Люгесценс 6861:815 / Лютссценс1937Ь638 1997

Дельта (Олимпия 2 / Альбидум 443 Ш86-4) 1999

Лира ?! (Соратница / Будимир) 2001

Селянка (Соратница/ Лютесценс 459411370-41) 2002

Краснодарская 99 Р,(Люг. 2665И10233 / Эр. 4695И499)/ Лют.2621И24-82 2003

Юбилейная 100 р1 (ОепгитН / Эритроспермум 77011352) , 2004

Дока Р, (Лютесценс 4636Ь202-56 / Скифянка) 2005

Фортуна Р] (Лютесценс 1985Ы24 / Соратница см. 4) 2006

Москвич ?! (Соратница/Олимпия2) 2006

Зимтра И, (Лютесценс 198511250 / Альбатрос одесский) 2007

Коллега р! (Донская юбилейная / Лютесценс1985Ь90) / 6687-12К 2007

Юнона Р, (Ейка см.8 / Лютесценс 55731116) 2008

Лига-1 Р, (Юна / Колос Дона) / Лютесценс 28341145- 4-5 2009

Зимница (Зимородок 151 / Лютесценс 1221К7-2-14) 2009

Краля П (Лют. 1985И250/Лют. 1637И96) / Лют. 2391НГ15 2010

ЮМПА Р1 (Ейка см.4 / Лютесценс 3303Ы17) 2010

Творец Р1 (Зимтра /Лютесценс 9274Ь222) 2011

Дмитрий Р1 (Подарок Дону/Альбатрос одесский) /Лют. 6248Ь85 2011

Этнос (Подарок Дону / Крошка) / Зимородок 2012

Курень р! (Княжна / Лютесценс 7295 Ь 36) 2012

Трио Р| (Лютесценс 9269Ь7-19 / Краснодарская 99)

Лауреат Р] (Фортуна / Донской простор)

Морозко (Зимтра/Лютесценс 8989Ы77)/Р1(К59110Я8 21 / Краснодарская 99)

Курс (Росинка тарасовская / Краснодарская 99) / Б] (Фортуна / Батько)

Важным этапом в селекции зимостойких сортов было создание сорта Зимородок (Ю.М. Пучков, 1997). Сорт характеризуется уникальным сочетанием высокой морозостойкости и продуктивности с устойчивостью к основным болезням, высоким качеством зерна, низкоросл остью. Он стал основным донором при создании высоко морозостойких сортов Зимница и Этнос, которые по урожайности превышают Зимородок на 0,20 и 0,48 т/га.

Значительным достижением в селекции озимой пшеницы на продуктивность, стабильную урожайность и комплексную устойчивость к абиотическим факторам среды и основным болезням являются сорта Соратница, Лира, Селянка.

Сорт Краснодарская 99 отличается низкорослостью, устойчивостью к полеганию, высоким качеством зерна и относится к группе сортов с выше средней морозостойкостью. Сорт был внесен в Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию в производстве в 2003г по Северо-Кавказскому региону России, в странах Азербайджан, Узбекистан, Украина, признан перспективным в Турции.

Дальнейшим прогрессом селекции озимой пшеницы на продуктивность и другие хозяйственно-ценные признаки является сорт Фортуна. Элитное растение сорта выделено методом двукратного индивидуального отбора в ?2 и в Бе из комбинации Лютесценс 1985 Ь 250 / Соратница смесь 4. В 2006 году сорт внесен в Государственный реестр селекционных достижений по Северо-Кавказскому региону России и признан перспективным в Турции.

Методом двукратного индивидуального отбора в Р2 и в Р8 из гибридной комбинации Соратница / Олимпия 2 выведен сорт Москвич. Сорт относится к группе высокоморозостойких сортов, по урожайности превышает сорт Зимородок в зависимости от года (2002-2005) от 0,20 до 0,88 т/га. Сорт Москвич включен в Государственный реестр селекционных достижений РФ в 2006 году по Северо-Кавказскому и Нижневолжскому регионам, а также в Азербайджане и Узбекистане.

Важным этапом в селекции стало создание ультраскороспелых сортов озимой пшеницы Ейка, Югтина, представляющие новую ступень в селекции сортов такого типа. Дальнейшим прогрессом селекции пшеницы мягкой озимой на сочетание таких признаков, как ультраскороспелость, высокая морозостойкость, продуктивность и качество зерна стали сорта Юбилейная 100 (назван в честь столетия со дня рождения ГШ. Лукьяненко) и ЮМПА (назван в честь академика Ю.М. Пучкова).

Прогрессом в селекции пшеницы мягкой озимой на морозостойкость, низко-рослость, продуктивность, высокое качество зерна и другие хозяйственно-ценные признаки является сорт Юнона, который с 2008 года внесён в Государственный реестр селекционных достижений РФ.

С 2011 года в Государственный реестр селекционных достижений РФ внесены два высоко морозостойких сорта Творец и Дмитрий, которые по морозостойкости превышают сорт Краснодарская 39 и обладают комплексом хозяйственно-ценных признаков.

Сорта, соавтором которых является соискатель, ежегодно высеваются в СевероКавказском регионе на площади около 1 млн. гектар.

ВЫВОДЫ

1. Результаты многолетних (1990-2010 гг.) наблюдений за температурным режимом показали, что в северной зоне края невозможно регулярно проводить оценку и отбор селекционного материала с высокой морозостойкостью в естественных полевых условиях. За весь период исследований температура почвы на ГЗУК лишь дважды понижалась до -10°С.

2. На провокационном фоне (стеллажи), температура почвы на ГЗУК понижалась до критической (-17,0°С -21,0°С) восемь лет, и десять лет она была выше критической (-8,0°С, -14,0°С), но достаточной для отбора образцов по оценкам устойчивости к подмерзанию растений и интенсивности их отрастания, что позволяет более эффективно вести селекцию сортов с высокой морозостойкостью.

3. В связи со значительным потеплением климата и увеличением суммы положительных температур в сентябре-ноябре, для получения достоверной оценки, сроки посева на стеллажах рекомендовано сдвинуть на 20 дней позднее.

4. Подтверждено, что для получения наилучшей дифференциации селекционного материала разного уровня морозостойкости в любой год исследований, посев на стеллажах необходимо проводить в два срока: в начале первой и в конце второй декад октября.

5. Критическая температура вымерзания на стеллажах величина не постоянная. Она зависит от развития растений, их закалки и длительности криогенной нагрузки. Понижение температуры почвы на ГЗУК в середине зимы (в январе, после прохождения фаз закалки) до -20°С, -21,0°С менее губительно для растений озимой пшеницы, чем многократно и длительно, до -17,0°С в начале зимы в декабре и -18,0 С в феврале, после оттепелей и возобновления активной вегетации, что привело к полной гибели посевов на стеллажах. ■ ■>

6. Установлена высокая положительная взаимосвязь между морозостойкостью и устойчивостью растений к подмерзанию (г = 0,884), морозостойкостью и интенсивностью их отрастания (г = 0,871) на стеллажах. Средняя положительная зависимость наблюдается между морозостойкостью на стеллажах и устойчивостью к подмерзанию растений (г = 0,493) и интенсивностью их отрастания (г = 0,322) в поле.

7. Выявлено отрицательное влияние предкритического криогенного стресса в поле на урожайность сортов со средней морозостойкостью. Коэффициент корреляции между урожайностью и устойчивостью растений к подмерзанию в поле был средним положительным (г = 0,416). Высокая положительная взаимосвязь установлена между урожайностью и устойчивостью к подмерзанию растений в поле в годы с суровыми зимами, с варьированием в зависимости от предшественника, г= 0,657... г = 0,736. Установлена средняя положительная взаимосвязь урожайности с морозостойкостью (г = 0,328) и устойчивостью к подмерзанию растений (г = 0,395) на стеллажах.

8. Увеличение урожайности у сортов разных групп морозостойкости пшеницы мягкой озимой в результате селекции произошло за счёт повышения ёмкости ценоза. У группы сортов с высокой морозостойкостью ёмкость ценоза в большей степени возросла в результате удлинения колоса и увеличения числа зёрен в нём. Группы сортов с повышенной и выше средней морозостойкостью увеличили ёмкость ценоза благодаря повышенной кустистости и увеличению числа колосьев на единице площади посева. У всех сортов снизилась высота растений и повысилась устойчивость к полеганию.

9. Значительным достижением в селекции высоко морозостойких сортов является сорт Зимородок, сочетающий высокую морозостойкость и продуктивность с устойчивостью к основным болезням, высоким качеством зерна н низкоросло-

стью. Он обладает высокой сортообразующей способностью и явился основным донором высокой морозостойкости новых сортов: Краля, Зимница, Этнос.

10. Созданы новые ультраскороспелые сорта Юбилейная 100 и ЮМПА в которых впервые достигнуто сочетание ультраскороспелости с высокой морозостойкостью и продуктивностью.

11. Результаты многолетних исследований соискателя нашли своё подтверждение в создании 40 сортов пшеницы мягкой озимой, 27 из которых внесены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию в производстве, и 4 находятся в Государственном сортоиспытании.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА

1. Для эффективной оценки селекционного материала на морозостойкость использовать оценки по устойчивости к подмерзанию и интенсивности отрастания растений на стеллажах, сроки посева которых в связи с потеплением климата рекомендуется сдвинуть на 20 дней позднее.

2. В качестве исходного материала в селекции на морозостойкость в сочетании с комплексом необходимых хозяйственно-полезных признаков использовать сорта: Зимородок, Москвич, Зимтра, Фортуна.

З..Для стабилизации урожайности и получения качественного зерна следует возделывать сорта с учётом их биологических особенностей и реакции на условия выращивания.

4. В сельскохозяйственное производство следует шире внедрять внесённые в Государственный реестр селекционных достижений РФ, допущенных к использованию новые сорта Юнона, Лига 1, Зимница, ЮМПА, Творец, Дмитрий, Этнос, Курень.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК

1. Букреева, Г.И. Реализация потенциала качества зерна новых сортов озимой пшеницы / Г.И. Букреева, Л.А. Беспалова, И.Н. Кудряшов, О.Ю. Пузырная, А.В. Васильев, A.M. Васильева // Земледелие, 2011 .-№4 .-С.21 -23.

Публикации в других изданиях

2. Пучков, Ю.М. Озимая мягкая пшеница Уманка / Ю.М. Пучков, Г.Д. Набоков, НП. Фоменко, Т.Ф. Солярек, И.Н. Кудряшов, A.M. Васильева // Основные итоги научно-исследовательской работы (1947-1997гг.). Сб. ст. - Краснодар, 1997.-С.28-33.

3. Пучков, Ю.М. Сорт озимой мягкой пшеницы Дельта / Ю.М. Пучков, Г.Д. Набоков, Т.Ф. Солярек, Н.П. Фоменко, И.Н. Кудряшов, A.M. Васильева // Пшеница и тритикале. Материалы научно-практической конференции « Зеленая революция П.П. Лукья-ненко». Краснодар, 28-30мая 2001г. - Краснодар, 2001.-С.89-99.

4. Пучков, Ю.М. Озимая мягкая пшеница Лира в Северной зоне Краснодарского края / Ю.М. Пучков, Н.П. Фоменко, Г.Д. Набоков, И.Н. Кудряшов, A.M. Васильева, и др. // Пшеница и тритикале. Материалы научно-практ. конф. « Зеленая революция П.П. Лукьяненко». Краснодар, 28-30мая 2001г. - Краснодар, 2001.-С. 100-111.

5. Фоменко, НЛ. О возможности стабилизации получения высококачественного зерна озимой пшеницы в северной зоне Краснодарского края /Н.П. Фоменко, A.M. Васильева, Т.В. Конотоп// «Пути повышения и стабилизации производства высококаче-

ственного зерна». Сб. докл. меяед. научно-практ. конф. посвящённой 80-летню со дня основания КГАУ, 12-17 июня 2002 г. - Краснодар, 2002. - С. 197-200.

6. Фоменко, Н.П. Сорт Ника Кубани и его улучшение /Н.П. Фоменко, Т.В. Коно-топ, А.М. Васильева, J1.A. Беспалова, В.Р. Керимов// «Пути повышения и стабилизации производства высококачественного зерна». Сб. докл. межд. научно-пракг. конф. посвящённой 80-летию КГАУ, 12 -17 июня 2002 г. - Краснодар, 2002.-С.134-137..

7. Васильева, A.M. Сорт как фактор повышения урожайности озимой пшеницы /A.M. Васильева// «Пути повышения проблем адаптивности, продуктивности и качества зерновых и кормовых культур». Материалы межд. научно-практ. конф. посвященной 100-летию Самарского НИИСХ им. Н.М. Тулайкова и 70-летию Поволжского НИИСХ им. П.Н. Константинова. - Самара, 2003.-С.77-78.

8. Пучков, Ю.М. Сорт мягкой озимой пшеницы Селянка / Ю.М. Пучков, Г.Д. Набоков, Н.П. Фоменко, A.M. Васильева, и др.// Технология, селекция и семеноводство с.-х. культур. Межвузовский сб. науч. тр., ч. 2. - Зерноград, 2004.-C.8-11.

9. Пучков, Ю.М. Высокопродуктивный сорт озимой мягкой пшеницы Краснодарская 99 /Ю.М. Пучков, Г.Д. Набоков, И.Н. Кудряшов, Т.Ф. Солярек, Н.П. Фоменко,

A.M. Васильева, В.И. Ефременкова// Эволюция научных технологий в растениеводстве. Сб. науч. тр. в честь 90-летия образования Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукышен-ко, т. 1. Пшеница. - Краснодар, 2004.-С.39-47.

10. Пучков, Ю.М. Сорт озимой мягкой пшеницы Юбилейная 100 - прогресс в ¿е-лекции ультраскороспелых сортов на морозостойкость и продуктивность /Ю.М. Пучков, Г.Д. Набоков, И.Н. Кудряшов, Т.Ф. Солярек, Н.П. Фоменко, A.M. Васильева, Т.В. Конотоп // Эволюция научных технологий в растениеводстве. Сб. науч. тр. в честь 90-летия образования Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко, т. 1. Пшеница. -Краснодар, 2004.-С.62-71.

11. Пучков, Ю.М. Сорт озимой мягкой пшеницы Дока /Ю.М. Пучков, Г.Д. Набоков, Н.П. Фоменко, И.Н. Кудряшов, Т.Ф. Солярек, A.M. Васильева, В.И. Ефременкова// Безостая 1 - 50 лет триумфа. Сб. маг. межд. конф. посвященной 50-летию создания сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1,- Краснодар, 2005.-С. 178-188.

12. Фоменко, Н.П. Сортообразующая способность сорта Безостая 1 /Н.П. Фоменко, А.М. Васильева, В.И. Ефременкова// Научное обеспечение производства конкурентоспособной продукции сельского хозяйства Сб. науч. тр. посвящённый 80-летию со дня основания Карабалыкской СХОС.- Научный, 2009.-С. 195-200.

13. Мокроусов, В.В. Комбинационная способность краснодарских сортов озимой мягкой пшеницы по признаку «высота растений» / В.В. Мокроусов, A.M. Васильева,

B.И. Ефременкова // Материалы 4 всероссийской научно-практической конференции молодых учёных «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» 18-20 ноября 2009г.-Краснодар, 2009.-С.53-55.

14. Васильева, А.М. Сорта пшеницы и тритикале Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. - Краснодар. - 2009. - 93 с. (в соавторстве с группой учёных КНИИСХ).

15. Авторское свидетельство № 4341 по заявке № 8203679 от 06.04.1982г. на сорт яровой пшеницы Спектр, (с долей участия 10%).

16. Авторское свидетельство № 05978 по заявке № 8800235 от 02.11.1987г. на сорт озимой пшеницы Соратница, (с долей участия 5 %).

17. Авторское свидетельство № 6135 по заявке № 9000283 на сорт пшеницы озимой Дахас датой приоритета 14.11.1989г. (с долей участия 8 %).

18. Авторское свидетельство № 6144 по заявке Х° 900275 на сорт пшеницы озимой Сфера с датой приоритета 14.11.1989г. (с долей участия 5 %).

19. Авторское свидетельство № 6365 по заявке № 9100610 на сорт пшеницы озимой Югтина с датой приоритета 24.10.1990г. (с долей участия 8 %).

20. Авторское свидетельство № 6362 по заявке К° 9200223 на сорт пшеницы озимой Ейка с датой приоритета 04.11.1991г. (с долей участия 10%).

21. Авторское свидетельство № 6595 по заявке № 9200207 на сорт пшеницы озимой Краснодарская 90 с датой приоритета 04.11.1991 г. (с долей участия 7 %).

22. Авторское свидетельство № 27685 по заявке № 9400664 на сорт пшеницы мягкой озимой Уманка с датой приоритета 16.11.1993г. (с долей участия 5 %).

23. Авторское свидетельство № 28540 по заявке № 9502688 на сорт пшеницы мягкой озимой Зимородок с датой приоритета 12.12.1994г. (с долей участия 5 %).

24. Авторское свидетельство № 30198 по заявке № 9701168 на сорт пшеницы мягкой озимой Дельта с датой приоритета 03.02.1997г. (с долей участия 5 %).

25. Авторское свидетельство № 3102 по заявке № 9801227 на сорт пшеницы мягкой озимой Лира с датой приоритета 14.01.1998г. (с долей участия 5 %).

26. Авторское свидетельство № 31994 по заявке № 9808922 на сорт пшеницы озимой Селянка с датой приоритета 14.12.1998г. (с долей участия 10%).

27. Авторское свидетельство № 33538 по заявке № 9906304 на сорт пшеницы мягкой озимой Краснодарская 99 с датой приоритета 15.12.1999г. (с долей участия 5 %).

28. Авторское свидетельство № 35003 по заявке № 9903441 на сорт пшеницы мягкой озимой Юбилейная 100 с датой приоритета 25.12.2000г. (с долей участия 8 %).

29. Авторское свидетельство № 37530 по заявке № 9811728 на сорт пшеницы мягкой озимой Дока сдатой приоритета 13.12.2001г. (с долей участия 8%).

30. Авторское свидетельство № 40913 по заявке № 9705651 на сорт пшеницы мягкой озимой Фортуна с датой приоритета 19.12.2002г. (с долей участия 8 %).

31. Авторское свидетельство № 40911 по заявке № 9705652 на сорт пшеницы мягкой озимой Москвич с датой приоритета 19.12.2002г. (с долей участия 10 %).

32. Авторское свидетельство № 40905 по заявке № 9610547 на сорт пшеницы мягкой озимой Зимтра с датой приоритета 24.12.2003г. (с долей участия 8 %).

33. Авторское свидетельство № 40903 по заявке № 9610546 на сорт пшеницы мягкой озимой Коллега с датой приоритета 24.12.2003г. (с долей участия 8 %).

34. Авторское свидетельство № 42525 по заявке № 9553867 на сорт пшеницы мягкой озимой Юнона с датой приоритета 23.12.2004г. (с долей участия 10 %).

35. Авторское свидетельство Кг 44566 по заявке № 9464358 на сорт пшеницы мягкой озимой Лига 1 с датой приоритета 22.12.2005г. (с долей участия 8 %).

36. Авторское свидетельство № 44562 по заявке № 9464356 на сорт пшеницы мягкой озимой Зимница с датой приоритета 22.12.2005г. (с долей участия 9 %).

37. Авторское свидетельство X® 47310 по заявке № 9360105 на сорт пшеницы мягкой озимой Краля с датой приоритета 21.12.2006г. (с долей участия 8 %).

38. Авторское свидетельство № 47311 по заявке № 9360101 на сорт пшеницы мягкой озимой ЮМПА с датой приоритета 21,12.2006г. (с долей участия 8 %).

39. Авторское свидетельство № 49614 по заявке Ks 9253792 на сорт пшеницы мягкой озимой Творец с датой приоритета 21.12.2007г. (с долей участия 8 %).

40. Авторское свидетельство К» 49616 по заявке № 9253793 на сорт пшеницы мягкой озимой Дмитрий с датой приоритета 21.12.2007г. (с долей участия 8 %).

Подписано в печать 19.01.2012 г, Бумага офсетная Печ. л. 1 Тираж 12 Озкз.

Формат 60x84 1/16 Офсетная печать Заказ № 31

Отпечатано в типографии Куб ГАУ-350044,г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Васильева, Анна Михайловна, Краснодар

61 12-6/370

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГНУ СЕВЕРО-КУБАНСКАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ОПЫТНАЯ СТАНЦИЯ КРАСНОДАРСКОГО НИИСХ ИМ. П.П. ЛУКЬЯНЕНКО

На правах рукописи

Васильева Анна Михайловна

I

ОСОБЕННОСТИ АДАПТИВНОЙ СЕЛЕКЦИИ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ НА ЗИМОСТОЙКОСТЬ И ПРОДУКТИВНОСТЬ

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: Академик РАСХН, доктор с.-х. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Л.А. Беспалова

Краснодар - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. МОРОЗОСТОЙКОСТЬ КАК ПРИЗНАК, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЙ АДАПТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ (обзор литерату- 10 ры)

1.1. Морозостойкость - главный фактор перезимовки озимых в Северо-Кавказском регионе 10

1.2. Физиологические причины вымерзания озимой пшеницы. Влияние закалки на морозостойкость растений 12

1.3. Результаты селекции высоко морозостойких сортов 22

2. ПОЧВЕННО-КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 27

2.1. Почвенно-климатические условия проведения исследований 27

2.2. Селекционный материал, использованный в опытах 32

2.3. Методика исследования 35

3. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПОГОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ДИНАМИКУ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА НА ГЛУБИНЕ ЗАЛЕГАНИЯ УЗЛА КУЩЕНИЯ И НА ПЕРЕЗИМОВКУ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ 40

3.1. Влияние динамики минимальной температуры воздуха и почвы на глубине залегания узла кущения на развитие растений озимой пшеницы и величину критической, дифференцирующей температуры на стеллажах 40

3.2. Взаимосвязь урожайности с параметрами перезимовки в

поле и на стеллажах 51

3.3. Влияние сроков посева на морозостойкость сортов пшеницы мягкой озимой на стеллажах 58

4. СТРУКТУРА УРОЖАЯ В СВЯЗИ С МОРОЗОСТОЙКОСТЬЮ 64

4.1. Изменение структуры урожая высоко морозостойких сортов

в процессе селекции 64

4.2. Структура урожая сортов с разным уровнем морозостойкости

в сравнении со средне морозостойкими 68

5. РЕЗУЛЬТАТЫ СЕЛЕКЦИИ 70 ВЫВОДЫ 114 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА 116 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 117 ПРИЛОЖЕНИЕ 139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Озимая пшеница - основная продовольственная культура большинства стран мира. Производство зерна пшеницы в необходимом количестве - одна из важнейших составляющих продовольственной безопасности нашей страны. Увеличение урожайности является важным критерием при возделывании озимой пшеницы. Для этого необходимо создание сортов с высоким потенциалом продуктивности имеющих максимально высокую степень её реализации независимо от складывающихся лимитов среды. Для озимой пшеницы важным показателем стабильной урожайности сорта является достаточный уровень зимоморозостойкости для конкретных регионов и зон, который должен быть гарантом надёжной перезимовки в годы с суровыми условиями. Северная зона Краснодарского края и аналогичные зоны Северного Кавказа (Ростовская область, северо-восточная часть Ставропольского края) характеризуются недостаточным и неравномерным в течение вегетационного периода озимой пшеницы увлажнением, суровыми условиями перезимовки, резкими колебаниями температур в зимний и ранневесен-ний периоды. Для этих зон сорта озимой пшеницы должны, наряду с хорошей засухоустойчивостью, обладать высокой морозостойкостью, быть устойчивыми к резким колебаниям температуры в зимне-весенний период, хорошо сохранять закалку при зимних оттепелях и в начале весны. Здесь нужны сорта, выдерживающие критическую температуру в узле кущения -17... -19°С и ниже (Ю.М. Пучков, 2001).

Поэтому актуальной проблемой селекции в настоящее время и на перспективу является создание высокоурожайных сортов сочетающих высокую морозостойкость, засухоустойчивость, и другие хозяйственно-ценные признаки.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований заключалась в изучении исходного материала пшеницы мягкой озимой и выведении на его основе новых высокопродуктивных сортов, обладающих высокой мо-

4

розостойкостью и адаптивностью в условиях северной зоны Краснодарского края и аналогичных зон Северного Кавказа.

В задачи исследований входило:

- в связи с потеплением климата изучить динамику развития температурных условий за последние 20 лет и возможность оценки и отбора генотипов с повышенной морозостойкостью в поле, в естественных условиях;

- изучить влияние динамики минимальной температуры воздуха и почвы на глубине залегания узла кущения на провокационном фоне - стеллажах на закаливание и величину критической температуры вымерзания растений озимой пшеницы;

- уточнить оптимальный срок посева озимой пшеницы на стеллажах для получения наилучшей дифференциации селекционного материала по морозостойкости;

- оценить эффективность косвенных оценок селекционного материала по устойчивости к подмерзанию и интенсивности отрастания растений;

- выявить корреляционную зависимость между урожайностью и морозоустойчивостью на стеллажах и в поле с целью использования при отборе селекционных линий;

- провести оценку селекционного материала на морозостойкость на стеллажах и отобрать формы с высокой устойчивостью к криогенным нагрузкам;

- изучить влияние критических и некритических температур на глубине залегания узла кущения на снижение урожайности у сортов, относящихся к разным группам морозостойкости;

- изучить элементы структуры урожая у групп сортов с разным уровнем морозостойкости;

- создать новые сорта, высоко адаптивные к стрессовым условиям среды.

Научная новизна исследований:

- подтверждена высокая эффективность стеллажей как провокационного фона для оценки и отбора селекционного материала по морозостойкости в условиях изменяющегося климата;

- изучено влияние динамики минимальной температуры воздуха и почвы на глубине залегания узла кущения на развитие растений озимой пшеницы и величину критической, дифференцирующей температуры на стеллажах;

- уточнены сроки посева на стеллажах, которые рекомендуется сдвинуть на 20 дней позже в сравнении с 70-тыми годами прошлого столетия в связи с потеплением климата;

- установлено, что для получения наилучшей дифференциации селекционного материала разного уровня морозостойкости во все годы, посев на стеллажах необходимо проводить в два срока: вначале первой и в конце второй декад октября;

- впервые установлено отрицательное влияние предкритического криогенного стресса в поле на урожайность сортов со средней морозостойкостью;

- выявлено, что достоверную информацию о морозостойкости селекционного материала на провокационном фоне (при наличии критических или близких к критическим температурам) можно получить на основании косвенных оценок устойчивости к подмерзанию и интенсивности отрастания растений;

- создано в соавторстве 40 сортов, 27 из которых включены в Государственный реестр селекционных достижений РФ и других стран ближнего и дальнего зарубежья. В Северо-Кавказском регионе их посевы ежегодно составляют около 1 млн. гектар.

Практическая ценность работы

В результате нашей многолетней селекционной работы в соавторстве создано 40 сортов, 27 из которых, Соратница (1993), Даха (1993), Сфера (1993), Ейка (1994), Югтина (1994), Краснодарская 90 (1995), Зимородок (1997), Уманка (1997), Дельта (1999), Лира (2001), Селянка (2002), Краснодарская 99 (2003), Юбилейная 100 (2004), Дока (2005), Фортуна (2006), Москвич (2006), Зимтра (2007), Коллега (2007), Юнона (2008), Лига 1 (2009), Зим-ница (2009), Краля (2010), ЮМПА (2010), Творец (2011), Дмитрий (2011), Этнос (2012), Курень (2012) внесены в Государственный реестр селекцион-

6

ных достижений, допущенных к использованию в производстве. Четыре сорта - Трио, Лауреат, Морозко, Курс проходят Государственное испытание. Выведенные сорта получили широкое распространение в производстве. В 2011 году они занимали в крае 424.1 тыс. га, а за последние шесть лет, только в крае, возделывались на общей площади 2.204 млн. га, что позволило значительно увеличить урожайность озимой пшеницы и её стабильность.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Типизация лет исследований по возможности дифференциации селекционного материала по морозостойкости на провокационном фоне;

2. Влияние некритического криогенного стресса в поле на урожайность сортов разных групп морозостойкости;

3. Изменение морозостойкости селекционного материала в результате генотип-средового взаимодействия;

4. Прогресс селекции высоко морозостойких сортов на высокую продуктивность.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы ежегодно докладывались на научно-методических советах Краснодарского НИИСХ им. П.П.Лукьяненко и Северо-Кубанской сельскохозяйственной опытной станции, на научно-практической конференции «Зеленая революция П.П.Лукьяненко» (Краснодар 2001 г), на научно-практической конференции посвящённой, 80-летию КГАУ (Краснодар, 2002), на научно-практической конференции АЧГАА (Зерноград, 2003), на международной научной конференции «Эволюция научных технологий в растениеводстве» (Краснодар, 2004), на международной конференции, посвященной 50-летию создания сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1 «Безостая 1-50 лет триумфа» (Краснодар, 2005), на международной научной конференции, посвященной 80-летию со дня основания Карабалыкской СХОС «Научное обеспечение производства конкурентоспособной продукции сельского хозяйства (Научный, 2009). Исследования проведены в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы ГНУ Северо-Кубанской сельскохозяйственной

7

опытной станции Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко Россельхоза-кадемии.

За достигнутые успехи в выведении и внедрении новых сортов автор диссертации награждён почётной грамотой Российской академии сельскохозяйственных наук.

Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 14 научных работ, из них одна в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ, получено 27 авторских свидетельств и 26 патентов на сорта пшеницы мягкой озимой.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 166 страницах компьютерного текста и состоит из введения, 5 глав, выводов, предложений для селекции и производства, списка литературы, приложения, содержит 60 таблиц, 20 рисунков. Список библиографических источников включает 218 наименований, в том числе 43 иностранных авторов.

Автор выражает искреннюю благодарность и признательность научному руководителю академику РАСХН, доктору с.-х. наук, профессору, заслуженному деятелю науки РФ Беспаловой Людмиле Андреевне и всем сотрудникам и специалистам отдела селекции и семеноводства пшеницы и тритикале Краснодарского НИИСХ им. П.П. Лукьяненко. Заведующему отделом селекции и первичного семеноводства зерновых колосовых культур СКСХОС, кандидату с.-х. наук Мокроусову Вадиму Викторовичу. Своему учителю, кандидату с.-х. наук Фоменко Нине Пантелеевне, а также всем сотрудникам и специалистам СКСХОС, за оказанную помощь в годы проведения исследований и консультаций при написании диссертационной работы.

Принятые в диссертации сокращения.

КНИИСХ - ГНУ Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени П.П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук.

СКСХОС - ГНУ Северо-Кубанская сельскохозяйственная опытная станция Краснодарского научно-исследовательского института сельского хо-

зяйства имени П.П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук.

ГСИ - Государственное сортоиспытание.

ГЗУК - глубина залегания узла кущения.

ГП - гибридный питомник.

СП - селекционный питомник.

КП - контрольный питомник.

МСИ - малое сортоиспытание.

КСИ - конкурсное сортоиспытание.

1. МОРОЗОСТОЙКОСТЬ КАК ПРИЗНАК, ОБУСЛАВЛИВАЮЩИЙ АДАПТИВНОСТЬ ОЗИМОЙ ПШЕНИЦЫ

(Обзор литературы)

1.1. Морозостойкость - главный фактор перезимовки озимых в Северо-Кавказском регионе

Устойчивость растений к сложной взаимосвязи между биологическими особенностями и весьма динамичным сочетанием условий среды и метеорологических факторов получила название зимостойкость (В.М. Личикаки, 1974). Для озимой пшеницы зимостойкость является одним из важнейших биологических свойств. В условиях Северного Кавказа главными факторами определяющими степень зимостойкости озимой пшеницы являются: морозостойкость, устойчивость растений к резким колебаниям температуры в зимне - весенний период, к выпиранию и действию ледяных корок (П.П. Лукьянен-ко, 1957, 1962; П.П. Лукьяненко и Ю.М. Пучков, 1966, 1970; Э.Г. Гринфильд и А.Н. Коржина, 1962; И.Г. Калиненко, 1967, 1968; М.М. Кислюк, 1968; И.В. Масловин и H.H. Михалев, 1968; Д.Ф. Проценко, 1969; Ф.М. Пруцков, 1970; О.И. Уханова, 1968; A.M. Шулындин, 1971; М.Г. Пруцкова, 1968).

В практике сельскохозяйственного производства страны известны годы, когда в зимний период погибало более 30% озимых посевов, а оставшиеся в живых растения снижали продуктивность в 2 и более раз (В.Н. Мусич, 1989).

Одним из важнейших адаптивно-значимых признаков, определяющих стабильность урожаев зерна в Северо-Кавказском регионе, является морозостойкость (Л.А. Беспалова, 2001).

H.H. Бородин (1967), отмечает, что по данным гидрометеослужбы Ростовской области различные причины гибели озимых посевов занимают примерно следующую долю: вымерзание - 60% , ледяные корки - 17%, вымокание - 13%, выдувание - 6%, и выпирание - 4%.

Основной причиной гибели посевов озимой пшеницы от вымерзания является губительное действие низкой температуры, особенно в суровые и малоснежные зимы, и резкое колебание температуры в отдельные периоды зимовки и в течение суток. От вымерзания озимая пшеница часто гибнет и ранней весной, когда после возобновления вегетации возвращаются заморозки (П.А. Власюк и др., 1968; П.П. Лукьяненко, И.И, Василенко, 1968; В.И. Ди-дусь, 1968; Т.М. Ефименко, 1968; И.Г. Калиненко, 1968; Ф.Г. Кириченко, 1968; Л.П. Максимчук, 1968, 1964; А.Н. Федоров, 1968; В.М. Личикаки, 1969, 1970; И.О. Винтер, 1970; A.A. Кружилин, 1971; М.И. Кучерявая, 1970).

П.П. Лукьяненко (1976) писал, что 1972 год с его небывалой суровой зимой ещё раз показал исключительно важное значение сорта в сохранности посевов от вымерзания и получении гарантированных высоких урожаев.

И.Г. Калиненко (1973) писал, что гибель посевов от вымерзания в Ростовской области наблюдается постоянно, часто носит катастрофический характер, что не позволяет наладить стабильное по годам производство зерна.

В 50-70 годах прошлого столетия на Дону наиболее часто проявлялась массовая гибель посевов озимой пшеницы от вымерзания. В суровую зиму 1955-56 года на Дону посевы озимой пшеницы погибли от вымерзания на площади 882,7 тысяч га, или 49,2% от всех посевов (С.Н. Прищепов и др., 2001). В 1969 году здесь погибло 1млн. 737 тысяч га посевов озимой пшеницы, что составило 84% от общей площади. В 1972, 1976 и 1989 годах гибли посевы от вымерзания на площадях соответственно: 1млн.244, 1 млн. 162 и 1млн.126 тысяч га. За 35 лет, с 1955 по 1989 год, 9 раз отмечалась большая зимняя гибель озимой пшеницы. Почти каждый четвёртый год посевы гибли на площади более 700 тысяч га (И.Г. Калиненко, 1998).

И.Т. Соколов (1976) писал, в Донецкой области наиболее часто посевы озимой пшеницы гибнут в холодные и бесснежные зимы, когда температура почвы на ГЗУК снижается до -14°С и ниже. В отдельные зимы гибель достигает 46% и более всей посевной площади. В такие зимы малозимостойкие сорта гибнут почти полностью.

Академик В.Н. Ремесло (1975) отмечал, что какими бы положительными качествами не обладал сорт, если в условиях зоны он не проявляет достаточную морозозимостойкость, он не может быть рекомендован в производство.

Для степных зон Северного Кавказа (Ростовская область, северовосточная часть Ставропольского края, северная зона Краснодарского края) сорта озимой пшеницы должны выдерживать критическую температуру на ГЗУК -17°... -19°С и ниже (Ю.М. Пучков, Г.Д. Набоков, 2001).

1.2 Физиологические причины вымерзания озимой пшеницы.

Влияние закалки на морозостойкость растений

Причины гибели растений озимой пшеницы от действия на них в период перезимовки низких температур и разработка способов повышения их морозостойкости давно интересуют практиков растениеводства и учёных.

Учёные многих стран на протяжении длительного периода выдвинули ряд теорий объясняющих механизм действия на растения отрицательных температур.

Впервые эксперименты по изучению морозостойкости провели Buffon и Du Goumilia (1737). Они высказали гипотезу, что причиной гибели растений от низких температур являются многочисленные разрывы сосудистой ткани, которые происходят при оттаивании после замерзания. Однако Sinebie, (1800), показал, что сосуды разрываются не при оттаивании, а в момент замерзания в результате образования в тканях кристаллов льда.

Coppert, (1830), причину гибели растений от мороза видел не в разрыве тканей, а в утрате клетками тургора вследствие резкого увеличения их проницаемости.

Saks (1870), на ряде растений установил факт образования кристаллов льда, но не в самой клетке, а в межклетниках.

Muller- Thurg