Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности селекции озимой твердой пшеницы в условиях Краснодарского края

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Содержание диссертации, кандидата сельскохозяйственных наук, Мудрова, Александра Алексеевна

Актуальность темы. Во многих странах мира среди всех видов пшениц твердая пшеница по своей значимости является второй культурой после мягкой. Ее зерно, благодаря высокой стекловидности, особенности свойств белка, характеризуется высокими питательными и технологическими свойствами н используется в основном для изготовления высококачественных круп, макаронных и кондитерских изделий. В природе вид Т. durum был представлен в основном яровыми и слабозимостойкими полуозимыми формами.

Озимый образ жизни твердой пшеницы давно привлекал внимание селекционеров, так как во многих районах урожай ее, в случае благоприятной перезимовки, мог быть выше, чем яровой.В связи с этим перед селекционерами была поставлена задача создать новую культуру-озимую твердую пшеницу.

Селекция озимой твердой пшеницы на Кубани была начата в 1931 году Лукья-ненко П.П. (1936, 1941, 1949, 1967). Работа велась различными методами: проводились индивидуальные отборы в популяциях полуозимых пшениц Дагестана, скрещивание яровых и полуозимых форм твердой пшеницы с другими видами, отбор озимых форм на фоне подзимних посевов. Эта работа велась до 194S года, затем была временно прекращена и вновь возобновлена в 195 В году.

С учетом достижений отечественной и зарубежной науки в этой отрасли с 1962 года были начаты новые исследования (Лукьяненко П.П., Костин В.В., 1969, 1970; Костин В.В., Хоренко Ю.П., 1971; Костин В.В., 1974; Костин В.В., Мудрова A.A., 1977, 1982, 1985, 1995, 1998, 1999).

В процессе селекционной работы необходимо было создать высокопродуктивные, зимо-морозоусгойчивые сорта озимой твердой пшеницы, обладающие высокими макаронными качествами зерна и комплексно устойчивые к болезням.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований - создать селекционный материал, хорошо адаптированный к условиям Краснодарского края и на его основе вывести высокоурожайные сорта озимой твердой пшеницы с высоким качеством зерна.

В задачи исследований входило:

1 Оценить образцы мировой коллекции твердой пшеницы с целью подбора родительских пар при скрещивании.

2. Провести сравнительное изучение способов и сроков опыления при гибридиза

- i для повышения процента завязывае мости гибридных зерен

3 Изучить созданный новый исходный материал и вывести на его основе высоко* >тивные сорта озимой твердой пшеницы.

4. Оценить новые сорта по важнейшим хозяйственно-биологическим признакам

Основные положения, вынесенные на защиту:

Основные положения, вынесенные на защиту:

-сорта, созданные методом сложной ступенчатой гибридизации на основе хорошо при способленного к местным условиям нового исходного селекционного материала; -результаты изменения сортов под влиянием селекционной работы; -эффективность различных способов и сроков опыления при гибридизации;"

-результаты изучения мировой коллекции твердой, пшеницы и выделение источников устойчивости к бурой, желтой и стеблевой ржавчине, морозостойкости и высоких макаронных качеств, использование их при создании новых сортов озимой твердой пшеницы.

Научная новизна и практическая ценность результатов исследований. Показана роль сложной ступенчатой гибридизации с использованием как внтуривидовых (Т.ёигшп х Т.&нит), так и межвидовых скрещиваний [(Т.аевИщтх Т.сЬгшп), (Т.Лцит х Т.аеэйуиш), (Т.аеБЙуит х ГЛшит) х Т.сЬгит] при создании высокоурожайных, хорошо адаптированных к местным условиям сортов озимой твердой пшеницы.

В результате изучения коллекционного материала выделены источники устойчивости к бурой, желтой, стеблевой ржавчине, морозостойкости, высоких макаронных качеств, которые послужили донорами этих признаков при создании сортов озимой твердой пшеницы и промежуточных форм. Усовершенствована методика селекции озимой твердой пшеницы, выявлены наиболее эффективные типы скрещиваний, способы и сроки опыления при гибридизации. За годы проведенных исследований в соавторстве было создано 11 сортов озимой твердой пшеницы. Из них три районированы в Краснодарском крае (Кристалл 2, Леукурум 21, Алена), два находятся в государственном сортоиспытании (Карат, Кахрабо).

За 25-летний период урожайность новых сортов озимой твердой пшеницы возросла на 25 ц/га и достигла уровня озимой мягкой пшеницы. "Уборочный индекс, урожайность росли за счет уплотнения продуктивного стеблестоя, увеличения массы 1000 зерен. Одновременно удалось снизить высоту растений на 23.28 см и тем самым повысить устойчивость к полеганию.

Апробация и публикация результатов исследований. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на методических комиссиях КНИИСХ, на Всесоюзном совещании по селекции озимой твердой пшеницы (Одесса, 1983г.), на Международной конференции по интродукции и отдаленной гибридизации, посвященной 100-летию со дня рождения Н.В.Цицина (Москва, 1998г.), на научно-практической конференции «Теоретические и прикладные проблемы генетики, селекции и семеноводства зерновых культур» (Немчиновка, Московская область, 1998), на заседании проблемного Совета по качеству зерна и секции селекции озимой пшеницы отделения растениеводства РАСХН (Краснодар, 1998), на научно-практической конференции «Актуальные проблемы селекции и семеноводства зерновых культур Юго-восточного региона Российской Федерации (Саратов, 1999), на Международной конференции «Научные основы стабилизации производства продукции растениеводства», посвященной 90-летию со дня рождения Юрьева (Харьков, 1999г.) По материалам диссертации опубликованы 24 печатные работы, получены два авторских свидетельства на выведенные сорта. Исследования проведены в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы Краснодарского НИИСХ им. П.П.Лукьяненко (№ гос. регистрации 011.9.60012491)

Структура и объем диссертации. Диссертация в виде научного доклада состоит из четырех глав, заключения, выводов и рекомендаций для селекционной практики и производства. Работа изложена на 24 страницах, включает 9 таблиц и 6 рисунков, список опубликованных работ и авторских свидетельств.

Условия, исходный материал и методика проведения исследований. Исследования проводились на опытных полях Краснодарского НИЙСХ им,П.П.Лукьяненко в 1975-1999гг.

Почвы экспериментальных полей представлены западно-предкавказским сверхмощным малогумусным выщелоченным черноземом. Мощность гумусного горизонта достигает 2 м. В пахотном слое содержание гумуса-3.5.4.6%. Количество азота в верхних горизонтах почвы находится в пределах 0.26.0.35 мг, Р2О5 - 15.20мг, КзО -20. 30 мг на 1 ООг воздушно-сухой почвы. Реакция почвы близка к нейтральной.

Климат умеренно-континентальный. Среднегодовая температура воздуха +10.8°С. Среднегодовая сумма осадков по многолетним данным составляет 611 мм. Осадки по годам выпадают неравномерно. За период исследования наблюдались почвенные и воздушные засухи (1975, 1981, 1985, 1995, 1996гт.) и избыточное увлажнение (1983, 1997гг.), годы с неблагоприятными условиями перезимовки (1976, 1977, 1979, 1994, 1997), полегание в сочетании с эпифитотией ржавчины (1973г.), сильное развитие фуза-риоза (1988, 1992 гг.).

Максимальное проявление потенциала зерновой продуктивности озимой твердой пшеницы было отмечено в 1990г. (83.1 ц/га) и в 1999г. (86.5 ц/га).

В качестве исходного материала использовали сорта яровой и озимой твердой пшеницы, полученные из мировой коллекции ВИР, сорта и линии озимой мягкой и твердой пшеницы, созданные в институте, а также сорта и линии озимой твердой пшеницы российской и зарубежной селекции.

В качестве стандартов использовали сорта озимой твердой пшеницы Новомичу-ринка (1975-1981гг.), Кристалл 2 (1982-1995гг), Леукурум 21 (1996-1999гг.), озимой мягкой - Безостая 1 (1974-1996гг.), Юна (1997-1999гг.) По времени использования стандартов селекция озимой твердой пшеницы была разбита условно на 3 этапа.

Основной метод селекции - сложная ступенчатая гибридизация, которая включает в себя внутривидовые и межвидовые скрещивания, как простые, так и сложные.

Скрещивания выполняли в поле и в теплице. Посев, наблюдения, учеты и оценки проводили по методике, принятой в отделе селекции пшеницы КНИИСХ (ДП.Лукьяненко, 1973г.)( Государственной комиссии по сортоиспытанию сельскохозяйственных культур (1971). Скрещивание и выращивание растений в теплице, оценку морозостойкости проводили по методике, разработанной в КНИИСХ (Тимофеев В.Б., Пучков Ю.М., 1976), Оценку на устойчивость к болезням проводили в лаборатории селекции на иммунитет отдела селекции пшеницы КНИИСХ в поле, как при естественном развитии болезни, так и при искусственном заражении. Оценка макароино-крупяных качеств выполнена в лаборатории технологии зерна КНИИСХ. Статистическую обработку результатов исследований проводили по Доспехову Б.А. (1985).Классификацию коллекционных образцов по эколого-географическим группам проводили по Орлову A.A. (1923).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1 .Изучение исходного материала твердой пшеницы.

Эффективность селекционного процесса во многом определяется разнообразием исходного материала. Создание новых сортов немыслимо без поиска форм с ценными признаками и вовлечения нового генетического материала в гибридизацию. Ценные для озимой твердой пшеницы признаки рассредоточены в разных видах, родах, а также в сортах в пределах вида. Для выделения надежных доноров хозяйственно-ценных признаков нами было проведено изучение в условиях Краснодарского края образцов твердой пшеницы, выделенных из коллекции ВИР (17).

Всего было изучено 772 коллекционных образца твердой пшеницы из различных эколого-географических групп (табл. 1).

Таблица

Группы Изучено образцов количество в том числе яровых | полуозимых озимых

Средизе мноморская 215 173 24 1S

Юж»,-европейская

Европейская степная 139 27 ■

Дагестано-азербайджанская 147 39 108

Сирийская 35 31 4 :

Ирано-туркестанская 14 11 3

Другие

ВСЕГО:

Из них 407 имели яровой образ жизни, 202 - полуозимый и лишь 163 являлись типично озимыми.

Образцы, относящиеся к Средиземноморской группе, занимали наибольший удельный вес. Они являлись источниками таких ценных доя селекции признаков, как продуктивность, кустистость, скороспелость, устойчивость к грибным заболеваниям. Для образцов этой группы характерен яровой образ жизни.

Южно-европейская группа, к которой относились образцы Франции, Молдавии, Болгарии характеризуется наличием высокорослых, крупноколосых и крупнозерных форм. Удельный вес этой группы также высок.

Главной чертой Дагестано-азербайджанской группы является наличие высокорослых крупнозерных, холодостойких форм с длинным вегетационным периодом.

Для Европейской степной группы характерно наличие озимых и яровых форм с непрочной соломиной и мелким зерном. Озимые формы характеризуются зимостойкостью, яровые - засухоустойчивостью. К этой группе относились большинство образцов Саратова, Харькова, Одессы.

Специфическими признаками Сирийской и Ирано-туркестанской географических групп, к которым отнесены 5% изучаемых образцов, являлись низкорослый, склонный к полеганию тонкий стебель, мелкий размер колоса, восприимчивость к грибным заболеваниям.

По результатам оценок на инфекционном фоне иммунность к ржавчинным грибам в течении ряда лет показали образцы селекции СГИ (Одесса), Донского селекцентра (Зерноград), Молдовы и Италии (табл. 2).

Таблица

Коллекционные образцы, выделившиеся по устойчивости к ржавчине (инфекционный фок, среднее 1979-1989гг.)

Название образца | Происхождение | Ржавчина

Лсукурум, Парус, 1124/82, Одесса Бурая и желтая

Горденформе 1362/

Новинка 3 Зерноград

Корунд Краснодар

Аёаше11о Италия

Р1 х гегатек 2

Новинка Зерноград Бурая и стеблевая

Кристалл 2 Краснодар

Р| х/егатек 2-231 Италия

Черномор Одесса Желтая и стеблевая

Корунд Краснодар

К-56624 Молдова х ¿егатек 2-231,2-259 Италия

Аврора х Ае.Бре^оИеБ Краснодар Бурая, желтая, стеблевая

На начальном этапе селекции одним из главных факторов, ограничивающим распространение озимой твердой пшеницы, была ее недостаточная зимо-морозоетокость. В связи с этим при селекции этой культуры важное значение имеет отбор и вовлечение в скрещивания морозостойких форм. Естественные условия Краснодара не позволяют проводить оценку на морозостойкость. Поэтому коллекционный материал мы оценивали по этому признаку промораживая в морозильных камерах растения, выращенные в специальных ящиках (табл. 3).

Таблица

Коллекционные образцы, выделившиеся по морозостойкости, среднее, 1977-1981гг.

Название образца Происхождение % сохранившихся растений при температуре

-16°С | -1ГС | среднее

Новомичуринка, ст. Одесса 48,4 47,8 48,

Кристалл 2, ст. КНИИСХ 22,6 23,8 23,

Безостая 1, ст. КНИИСХ 93,6 70,4 81,

Уникум КНИИСХ 81,9 65,9 73,

Леукомелян 1991264 КНИИСХ 83,6 72,3 77,

Одесская юбилейная Одесса 77,7 65,3 71,

Кандиканс 91/60 Одесса 77,8 73,7 75,

Леукурум Одесса 79,1 82,6 80,

Гордейформе 5/76 Саратов 87,5 54,1 70,

Леукурум 12/76 Саратов 92,5 76,9 84,

Гордейформе 1203 Харьков 75,0 73,1 74,

Леукурум 456/3 Харьков 83,0 53,4 68,

Харьковская 909 Харьков 87,2 70,8 79,

НСРо.оз . " 10,2 12,

У большинства изучаемых нами образцовбыла отмечена слабая морозостойкость. Уровень морозостойкости, близкий к Безостой 1 выявлен у образцов: Леукурум (СПИ, Одесса) и Леукурум 12/76 (ГСХА, Саратов). Лучшими оказались образцы Леукомелян 199Ь264 (КНИИСХ) и Харьковская 909 (институт растениеводства им.Юрьега В.Я.), уровень морозостойкости которых был близок к Безостой 1.Образцы Леукомелян 19911264 и Харьковская 909 послужили донорами морозостойкости при создании сортов озимой твёрдой пшеницы Леуюурум 21 и Алена, а также для большинства промежуточных форм, используемых в селекции (18).

Зерно твердой пшеницы является основным источником сырья для производства высококачественных макаронных изделий. Качество зерна слагается из ряда признаков, главным из которых являются макаронные свойства. Наиболее простым методом, определяющим их, является определение макаронных качеств по цвету теста или лепешки (Лукьянов В.В., 1939). Между цветом лепешки'и цветом макарон существует тесная связь (12). На основании этого мы используем этот метод при подборе родительских пар при гибридизации и отборе селекционного материала на ранних этапах селекции (9). По этому признаку нами выделен ряд ценных коллекционных-образцов, представляющих интерес для селекции (табл. 4).

Лучшие коллекционные образцы по цвету лепешки, 197б-1979к

Название образца ^Происхождение | Цвет лепешки

Pichot 110 Франция <5 Лимонно-желтый

Gerardo Италия Лимонно-желтый

Pichot 71, Michel D 64-46 A., D 64-15, Pichot Dintal Франция Желтый

Прику мекая 138 Ставрополь Желтый

Кандиканс 91/60, Леукурум 310 Одесса Желтый

DF 64-4 Румыния Желтый

Candeal 17 Чили Желтый

RD 14-46 Канада Желтый

Гордейформе 195/76, Эритромелян 17/76 Саратов Желтый

Комплексная оценка коллекционного материала позволила использовать ценные формы в дальнейших селекционных" программах.

Из средиземноморской группы представляли интерес образцы итальянской селекции Maliani 1, Maliani 2, Maliani 3, Maliani 6, Maliani 17, как источники устойчивости к полеганию и высокого качества зерна; VZ-178. VZ-Í95, Gerardo 2777, Giorgio 385, Adamello, Fi x Zeramek 2-231, Fi x Zeramek 2-259, сочетающие высокую продуктивность с устойчивостью к отдельным видам ржавчины (19).

Из южно-европейской группы источниками высокой продуктивности были многоцветковые формы Болгарии - durum 2331, durum 233II, 5753/202, 3424/36.

Наиболее ценными для селекции оказались озимые формы европейской степной группы, в которую входили, обладающие достаточным уровнем морозостойкости и другими полезными признаками, образцы Одесской, Харьковской, Зерноградской, Саратовской селекции.

Источниками устойчивости к полеганию являлись короткостебельные сорта Мексики (Oviachic 65), Канады (RD 55-1), которые отнесены к другим экологическим группам. Эти сорта широко вовлекались нами в скрещивания. (22).

Использование исходного материала можно продемонстрировать на примере родословной сорта Кахрабо (Рис, 1). •

При его создании использован генетический потенциал адаптивности, продуктивности, зимостойкости, засухоустойчивости пшениц Мексики (Oviachic 65), Чили (Candeal 5), Канады (RD 55-1), Украины (Новомичуринка, Харьковская 909) собственной селекции. Для выведения сорта потребовалось провести восемь циклов скрещиваний с созданием промежуточных форм, постепенно накапливающих признаки адаптивности к местным условиям и другие хозяйственно ценные свойства.

1963 г.

Гордеиформе. 1716 х Кандеаль

1970 г.

1968 г.

1977 г.

1979 г.

1967г.

1986 г.

Леукурум 58811236 х Леукурум733Ь

КАХРАБО

Рис. 1. Родословная сорта озимой твердой шеницы Кахрабо

Для длительного сохранения семян доноров полезных признаков коллекционный материал храним в стеклянных бутылках в складе в естественных условиях. При этом семена остаются кондиционными по всхожести в течение 10-12 лет (7).

2. 'Завязмваемость гибридных зерен при разных типах скрещивания и в зависимости от способа и срока опыления.

В 1962-1974гг. при селекции озимой твердой пшеницы Костиным В.В. (1969) были апробированы различные типы скрещиваний при внутривидовой и межвидовой гибридизации. Для дальнейших исследований мы отобрали три типа скрещиваний, наиболее приемлемых для практической селекции: Т.ёигига х Т с1ишш, Таевйлоип хТ.с1игит, (Т.аевЙУшп х Т.йигит) х Т.Йигит (1.10,14).

Использование метода гибридизации требует рационализации техники процесса скрещивания. Основным методом опыления, применяемым нами, являлся групповой метод (П.П.Лукьяненко, 1934), реже индивидуальный. Проведение межвидовой гибридизации сопряжено с выполнением большого объема работ. Ежегодно нами проводится 90. 100 комбинаций скрещиваний. В пределах каждой из них приходится кастрировать и опылять по 500. .600 цветков. Выполнение такого объема работ является трудоемким. В 1975-1977гг. нами был проведен опыт по сравнительному изучению 4 способов опыления: индивидуального, группового, твел-метода (Мережко А.Ф.и др., 1973), опыления с помощью лотка (Костин В.В., 1984). Опыление колосьев проводилось на 3 день после кастрации. Число комбинаций в опыте по годам было от 2 до 9. Результаты опыта показали, что максимальный процент завязываемости был получен при опылении с помощью лотка (табл. 5). Этот способ применялся при проведении гибридизации в теплице. Мы считаем его наиболее приемлемым в тех случаях, когда из-за малого количества или по другим причинам, нельзя срезать колосья отцовской формы. Опыление с помощью твеи-метода дало несколько меньший процент удачи, чем опыление лотком, но больший, чем групповой и индивидуальный. Кроме того, он менее трудоемкий и его применение позволяет выполнять большой объем опыления.

Таблица

Завязываемость гибридных зерен озимой твердой пшеницы в зависимости от способа опыления (среднее 1975-1977гг.)

Тип скрещивания

Способ Т.с!игит х Т.<1ишт Т.сЬлшп х Т.аез1тш1 Т.аевйушп х Т.ёигит опыления опылено % завя- опылено %завя- опылено % завязыцветков зываемо- цветков зываемо- цветков ваемости сти сти индивидуальный 3200 15,1+3,9 4994 15,1+1,2 4517 16,3+3, групповой 9154 28,6+2,2 13315 32,7+4,8 5916 24,9+2, опыление лотком 3420 40,3+0,9 8092 46,6+4,0 3620 40,7+3, твел-метод 7140 31,5+5,1 7532 38,9+0,9 4000 37,4+3,

При проведении гибридизации у родительских пар часто не совпадают сроки цветения. Для выявления оптимального периода, в течении которого после кастрации при проведении опыления возможно получение максимального количества гибридных зерен, нами был проведен опыт по опылению кастрированных цветков в различные сроки (табл.

Таблица 6'

Результаты скрещиваемости озимой твердой пшеницы в зависимости от срока опыле-ния, % (среднее 1979-1980гг.)

Срок опыления в днях после кастрации Типы скрещивания

Т.ёигит х Т.ёигит Т.аезй-тот х Т.ёишт Т.ёигит х Т.аевйуцт

1 13,4 32,6 35,

2 22,9 35,8 40,

3 31,5 28,0 24,

4 17,6 39,8 32,

5 7,8 27,0 48,

6 8,9 . 24,8 30,

7 8,3 27,0 27,

8 5,5 18,5 5,

9 0 9,8 1,

Наибольшее количество гибридных зерен при внутривидовых скрещиваниях было получено при опылении материнской формы на 3 день после кастрации, у межвидовых - на 4. . .5 день. Опыление на 8, . 9 день мало эффективно.

Известно, что завязываемость гибридных зерен, их всхожесть и жизнеспособность зависят от наследственных особенностей сорта, выбора материнской формы и условий внешней среды (Кобальтова Е.И., 1930, Шехурдин Л.П., 1961),

Сравнительное изучение различных типов скрещиваний показало, что лучшая завязываемость гибридных зерен отмечалась лри внутривидовых скрещиваниях и составляла в среднем 39.8%. При межвидовых - процент удачи несколько ниже - 30.5. При тройных скрещиваниях при использовании в качестве материнской формы первого поколения межвидовых гибридов Т.аевйуиш х Т.с1игшп завязываемость ниже в 1.3.1.6 раза в сравнении с вышеуказанными.

Получение нового ценного исходного материала и использование его в виде промежуточных форм в ступенчатых скрещиваниях увеличило долю внутривидовых скрещиваний в общем объеме гибридизации. В связи с сближением генофонда, используемого в скрещиваниях, произошло увеличение завязываемосги гибридных зерен при всех типах скрещивания (табл. 7).

Таблица

Т.ёигшп х ТЛигит Т.аевйуит х Т.с1игит (Т.аевйушп х

Годы Т.Лпит) х Т.ёигит количество % количество % количество %

1 комбинаций удачи комбинаций удачи комбинаций удачи

1975-1984 185 28,4 428 20,4 164 16,

1985-1994 340 31,9 272 29,5 148 25,

1995-1999 227 59,1 129 41,6 60 31,

ВСЕГО 752 39,8 829 30,5 457 24,

Одной из составляющих успеха гибридизации является жизнеспособность гибридного организма (Мейстер Г.К., 1932; Шехурдин Л.П., 1961; Кириченко Ф.Г., Пала-марчук А.Н., 1985).

В наших исследованиях жизнеспособность гибридных растений, полученных при внутривидовой гибридизации была довольно высокой 54.60%, при межвидовой - в 1.5. .2 раза ниже. В большинстве комбинаций межвидовых скрещиваний растения были вполне жизнеспособны, в некоторых - наблюдалась их частичная или полная гибель. Причиной гибели межвидовых гибридов первого поколения может быть несовместимость цитоплазмы и ядра родительских форм (13) или гибридный некроз. Генетическая обусловленность гибридного некроза у гибридов твердой и мягкой пшениц установлена и изучена (Кобальтова Е.А., 1924; Декапрелевич, 1930; Напгаеп, 1957-1963; Мережко А.Ф., 1970). Шулындин А;Ф. (1955) пришел к выводу, что отдельные сорта содержат летальные гены и при скрещивании дают нежизнеспособное потомство.

Кобальтова Е.А. (1930) показывает, что в определении жизнеспособности форм решающая роль принадлежит только озимым мягким пшеницам. Многие исследователи ("Ларичева М.Д, 1953; Эммерюс, 1965; Салтыкова Н.Н, 1994). утверждают, что выживаемость гибридных растений при межвидовых скрещиваниях пшеницы во многом зависит от выбора материнской формы. В наших опытах подобной зависимости не отмечено. Одни и те же родительские формы в одних скрещиваниях давали жизнеспособное потомство, в других наблюдалась картина гибели растений на первых фазах развития, характерная для гибридного некроза (15). Так например, при скрещивании Североку-банка х Леукурум 284И987 и Эритромелян 3351133 х Северокубаика жизнеспособных гибридных растений вообще не оказалось, а в комбинациях Северокубаика х Леукоме-лян 287Ь732 и Леукомелян 287Ь952 х Северокубаика получено от 3.6 до 8.0% жизнеспособных растений. Аналогичные результаты были получены при скрещивании озимой твердой пшеницы с сортами озимой мягкой Ранняя 47, Полукарликовая 49, Эстафета, Криница, Краснодарская 57, Олимпия, Колос, Девиз, Павловка, Дарица, у которых уста-иовлено наличие гена гибридного некроза №2 (Тимофеев В.Б., 1989). На основании этого можно предположить наличие аллелей №1 у использованных в скрещиваниях линий озимой твердой пшеницы, сортов тургидной - Новинка, Новинка 3 (Зерноград) яровой твердой Р1с1кЛ 110 (Фракция), озимой твердой Харьковская 909.

3. Подбор паю для скрещивания

Результативность селекции в значительной степени зависит не только от наличия ценного исходного материала, да и от правильного выбора родительских пар и их подбора. При межвидовой гибридизации наиболее эффективным является принцип скрещивания отдаленных эколого-географических форм, который был предложен Вавиловым Н.И. (1935). Он указывал, что на его основе можно решить многие практические задачи селекции. Опыт многих селекционеров (Лукьянеико П.П., 1969, Шехурдин А.П., 1961; Цицин Н.В., 1970; Шулындин А.Ф., 1972) свидетельствует о том, что чем больше различаются скрещиваемые формы в генетическом отношении, чем меньше их родство, тем перспективней получение трансгрессий.

Далеко не всякое скрещивание отдаленных форм может дать желаемый результат. Подбор пар и направления скрещиваний определяются теми задачами, какие призвана решить селекция в данной зоне (Лукьяненко П.П., 1969).

Центральной задачей в селекции озимой твердой пшеницы является создание хорошо адаптированного к местным условиям селекционного материала (8). Одним из главных адаптивно значимых признаков, определяющих стабильность урожаев озимой твердой пшеницы в условиях Краснодара является зимо-морозостойкость.

На первом этапе селекции необходимо было выяснить возможность получения относительно зимостойких форм твердой пшеницы (19). Практика селекции озимой твердой пшеницы показывает, что все относительно морозостойкие формы созданы с использованием цитоплазмы высоко зимостойких сортов озимой мягкой (Буюкли П И

1976; Кириченко Ф.Г. и др., 1980; Салтыкова H.H., Саранов В.М., 1980; Калиненко И Г. и др., 1982; Пыльнев В.М., 1987). Поэтому в скрещивания нами были вовлечены сравнительно хорошо адаптированные к местным условиям с повышенной или высокой зимо-морозостойкостью, продуктивные сорта озимой мягкой пшеницы Безостая 1, Мироновская 808, Алабасская, Кавказ, Аврора, Одесская 51 и озимые формы твердой пшеницы т-Новомичуринка, Харьковская 1, Харьковская 909. Для закрепления в потомстве признака высокой зимоморозостойкости применяли повторные скрещивания гибридов первого поколения с морозостойкими формами озимой твердой пшеницы. После проработки гибридного материала выделенные высоко морозостойкие, морфологически однородные селекционные линии включались в последующие скрещивания с новыми сортами озимой мягкой пшеницы Альбидум 114, Краснодарская 39, Донская остистая, Северодонецкая и другими, а также с новыми сортами и линиями озимой твердой пшеницы ино-районной селекции (Одессы, Харькова, Саратова, Зернограда).

По мнению многих авторов при селекции озимой пшеницы очень важно сочетать признак зимостойкости с другими основными свойствами — устойчивостью к полеганию, болезням, высокой продуктивностью и качеством зерна (Кириченко, Ф.Г. i960; Лукьяненко П.П., Костин В.В., 1966; ЩулындинА.Ф., 1970;Грабовец Л.И., 1995).

Снижение высоты растений мы осуществляли с помощью внутривидовой и межвидовой гибридизации. На первых этапах работы в скрещивания широко вовлекались короткостебельный мексиканский сорт яровой твердой пшеницы Oviachic 65, гены карликовости которого были получены от сорта мягкой пшеницы Norin 10, короткосте-бельные сорта полуозимой твердой из Канады RD-55-1, RD-39a-ll, RD-14-46, а также Краснодарский карлик 1. На них была построена большая селекционная программа. С их участием получены ценные в селекционном отношении промежуточные формы, которые использовались в дальнейших ступенчатых скрещиваниях и стали родоначальниками новых сортов озимой твердой пшеницы. От скрещивания RD-55-1 х Кавказ получены высокопродуктивные низкорослые формы озимой твердой пшеницы 287h1087 и 287h564, первая из которых вошла в родословную сорта Алена, вторая - Кахрабо. Скрещивание Харьковская 909 х Oviachic 65 позволило выделить линии 283Ы9 и 283Ы57, отличающихся высокой продуктивностью, устойчивостью к ржавчинным грибам. Использование их в дальнейших ступенчатых скрещиваниях с высоко морозостойкой формой озимой твердой пшеницы Леукомелян 199h264 (КНИИСХ) и другими линиями позволили создать сорта Карат и Кахрабо. При получении сорта Карат была использована также линия 284h995, полученная от скрещивания Новомичуринка х Oviachic 65 (Рис. 2,3).

Сорта Алена и Карат имеют богатую генетическую основу. При их создании в скрещивания были вовлечены сорта различного географического происхождения. Можно предположить, что снижение высоты, увеличение продуктивного потенциала у сорта Карат произошло за счет генетических возможностей сортов Oviachic 65 (Мексика) и Candeal 5 (Чили), Краснодарский карлик 1, у Алены - за счет RD-55-1 (Канада) и Кавказ

1967 г. Краснодарская 39 х Новомичуринка

Т. aestivum озимад-^ Т. dumm озимая

1970 г. RD-55-1 х Кавказ

Т. durum п/о ^ Т. aestivum озима

1979 г. 287 hl087 х 199h

Т. durum озимая ^ Т. durum озимая

1985 г. 751h377x Парус

Т. durum озимая^ Т. durum озимая

АЛЕНА

Рис. 2. Родословная сорта озимой твердой пшеницы Алена

1962г. ГордейформеШбхКандеаль 5 (Чили)

T.dunmi п/о / Т. durum яровая

1967г. - / Краснодарская 39 х Новомичуринка

J Т. aestivum озимаяХТ. durum озимая

1969 г. Эритромелан 846h218 х Краснодарский карлик

Т. durara озимая

1970 г. Новомичуринка х Овиачик

Мексика) Т. durum яр.

Т. durum озимая

1976 г.

Т. aestivum озимая

Харьковская 909 х Овиачик 65 Т. durum озимая(Мексика) bf Т. durum яр. V Леукурум 283hl 57 х Л еукомелан 199h264 Т. durum озимая / Т. durum озимая

1979 г. Гордейформе 284Í995 х Эритромелан 243h547 1985г- Леукурум 719h316x Леукурум523h

КАРАТ

Рис. 3. Родословная сорта озимой твердой пшеницы Карат

КНИИСХ). Наличие у сортов достаточной знмо-морозостойкости возможно унаследовано от озимой мягкой пшеницы Краснодарская 39 и озимой твердой Харьковская 909, полученной на основе высоко морозостойкого сорта озимой мягкой Алабасская (21).

Позже при внутривидовых скрещиваниях в качестве источников продуктивности, качества, устойчивости к полеганию были взяты многоцветковые, с повышенной озер-ненностыо, хорошим кущением формы средиземноморского происхождения - F¡ х Ze-ramek 2 231, F, х Zeramek 2-259, Maliani la, Maliani 4a, Adamello, Gerardo (Италия), durum 2331, durum 23311, 5753/220, 3424/36 и др. (Болгария), а также образцы Чили (Candeal, 5, Gandeal 17, Candeal 18, Candeal 19) и Румынии (DF 42/71, DF 7/72, DF 5/72). В качестве источника высоких макаронных свойств использовали сорта и линии селекции

Франции, Одессы, Саратова.(16). Большое значение при гибридизации придается подбору иммунных пар. В нашей зоне наиболее опасным, систематически проявляющимся . заболеванием озимой твердой пшеницы является фузариоз колоса (Аблова В.Б., 1998). В отдельные годы наблюдается проявление бурой, желтой и стеблевой ржавчины (Ворон-кова А.А., Пучков Ю.М., 1977). В качестве источников устойчивости к ржавчинным грибам использовали устойчивые сорта и линии собственной селекции, селекции Одессы (Парус, Черномор, 1124/82, 1362/83), Зернограда (Новинка 2, Новинка 3), Италии (Adamello, F) х Zeramek 2-231, 2-232, 2-236, 2-259). Среди коллекционных образцов озимой твердой пшеницы не удалось выявить устойчивых к фузариозу. Поэтому для передачи этого признака в скрещивания вовлекаются сорта озимой мягкой пшеницы, устойчивые к этому патогену (Даха, Дельта, Краснодарская 39, Краснодарская 70 и линии озимой твердой собственной селекции, выделенные при оценке на инфекционном фоне (Леукурум I232h392, Леукурум 1322hl 13, Леукурум 1252h530) со средним типом поражения (5 баллов) (20). Анализ происхождения линий, изучающихся в конкурсном сортоиспытании в последние три года (1997-1999) показал, что доминирующее положение занимают линии, полученные на основе сорта Oviachic 65. Из 43 линий, представленных в конкурсном сортоиспытании он находится в родословной 26. У 16.19 линий исходными формами при скрещивании были RD-55-1 (Канада), Новомичуринка, Харьковская 1, Харьковская 909 (Украина), у 6.9 - Candeal 5, Candeal 18 (Чини), Айсберг, Коралл (Одесса), у 5 - DF-443/74 (Румыния). Эти линии представляют интерес для дальнейшего использования в селекции.

4. Изменение озимой твердой пшеницы в результате Краснодарской селекции

За годы исследований в государственное сортоиспытание было передано 11 сортов озимой твердой пшеницы. Три из них были районированы в Краснодарском крае (Кристалл 2, 1983; Леукурум 21, 1996; Алена, 1999), два находятся в государственном сортоиспытании (Карат, Кахрабо).

В ВИР для включения в каталог переданы 4 линии озимой твердой пшеницы, обладающие комплексом хозяйственно ценных признаков (Mutico tralicum 59h, Леукоме-лян 1991441, Эритромеляи 842И2543, Леукурум 85Ы309). Сорта и линии были получены методами простой и сложной внутри и межвидовой гибридизации в сочетании с направленным индивидуальным отбором.

Многолетнюю работу по селекции озимой твердой пшеницы по времени и результатам можно разделить условно на три этапа, каждый из которых характеризуется созданием новых сортов и сменой стандарта. За время проведения исследований в качестве стандартов были использованы 3 сорта озимой твердой пшеницы: Новомичуринка, Кристалл 2 и Леукурум 21 (табл. 8).

Таблица В

Урожайность стандартных сортов озимой твердой пшеницы КСИ, ц/га

Сорт | Годы изучения | среднее ! варьирование

Новомнчуринка 1972-1981 38,8 29,5.53,

Кристалл 2 1982-1995 48,9 27,8. 72,

Леукурум 21 1996-1999 61,1 36,8.83,

Безостая 1 1974-1996 52,8 36,8.75,

Юна 1997-1999 66,1 55,4.78,

НСР о.о5 2,

Уровень урожайности каждого нового стандарта был выше предыдущего. С создаваем форм, по продуктивности значительно превышающих Новомичуринку в качестве дополнительного стандарта по продуктивности и морозостойкости с 1974г. была взята озимая мягкая пшеница Безостая 1, с 1977г. - Юна. Целенаправленная селекция на продуктивность позволила создать новые, более продуктивные сорта. Их урожайность возрастала от сорта к сорту (Рис. 4).

Рис. 4. Урожайность и морозостойкость при искусственном промораживании сортов озимой твердой пшеницы(1979-1999 годы)

Таблица

Основные параметры районированных сортов озимой твердой пшеницы, среднее, 19941999гг.

Признак, свойство

Показатели по сортам

Кристалл 2 [ Леукурум 21 | Алена

Урожайность зерна, п/га 47,4 62,1 62,

Продолжительность вегетационного периода,

Высота, см

Продуктивных колосьев на 1м2, шг.

Масса 1000 зерен, г 37,5 37,7 38,

Натура зерна, г/л

Содержание белка, % 12,5 13,0 12,

Содержание клейковины в крупке, % 26,6 28,9 27,

Общая оценка макарон, балл 4,5 5,0 4,

Морозоустойчивость при-17°С, % 23,8 51,8 80,

Поражение болезнями на инфекционном фоне: ржавчина, % бурая 25-30(60)11-111 0-20I-II 0-20I-I желтая 20-30II-IY 0-5I-II 0-5I-II стеблевая 5-15(100)IV 0-30I-II 0-20I-II мучнистая роса, % 15-50 0-Ю 0септориоз, % 20фузариоз колоса, балл 8-9 6-7 6твердая головня, % 40-50 10-18 12

Под влиянием селекционной работы у сортов последнего этапа селекции снизилась высота растений, повысились устойчивость к полеганию и болезням, зимо-морозостойкость (23). Использование при создании сорта Леукурум 21 родительских форм, имеющих высокие показатели по основным селекционным признакам, позволило соединить в нем надежную зимо-морозостойкость в сочетании с высокой продуктивностью и качеством (Рис. 6).

Алабасская х Народная Т.аезйлтзт озимая^-^ <1игит яровая

Леукурум 456/3 х Горд.

Болгария)

Леукурум 456/3 х Горд.

1970 г.

1981 г.

Т. durum п/о

Харьковская 909 х Oviachic 65 Т. durum озимая/"^ (Мексика) ^^ Т. durum яр.

Харьковская 1 х Леукурум 283h ¡

Т. durum озимая Т. durum озимая

ЛЕУКУРУМ

Рис. 6. Родословная сорта озимой твердой пшеницы Леукурум

Генетическим источником устойчивости к полеганию и продуктивности служил сорт ОшсЫс 65 (Мексика), хорошей зимо-морозостойкоста- Харьковская 1 и Харьковская 909, высокого качества макарон - Народная (Украина). Сорт Леукурум 21 является наиболее адаптивным из всех созданных нами сортов (11). Обладая высоким уровнем экологической приспособленности, сорт показывает высокую продуктивное*! при испытании на сортоучастках Краснодарского, Ставропольского краев, Ростовской области, республики Калмь/кии.

По уровню адаптивности и стабильности по урожаю зерна ему нет равных среди сортов озимой твердой пшеницы, испытывающихся в условиях Северного Кавказа. Поэтому с 1998 года Леукурум 21 является стандартным сортом на Государственных сортоучастках Краснодарского края.

Высокая урожайность сорта Алена объясняется комплексом положительных хозяйственно биологических признаков и свойств(24). В сорте удачно сочетаются скороспелость с высокой продуктивностью, зимо-морозостойкостью и устойчивостью к заболеваниям. По результатам трехлетнего испытания на Кореновском ГСУ сорт Алена превысил стандарт Леукурум 21 на 13.0 ц/га. На краевом агрономическом совещании в декабре 1999г. предложено внести сорт в Госреестр и в список сортов, рекомендованных к использованию в производстве в центральной зоне Краснодарского края с 2000 года.

Таким образом, с созданием сортов Леукурум 21 и Алена удалось решить селекционным путем проблему устойчивости к полеганию и листовым болезням, твердой головне, зимо-морозостойкости, макаронных качеств в сочетании с высоким потенциалом зерновой продуктивности. Остается нерешенной проблема устойчивости озимой твердой пшеницы к фузариозу колоса. Поэтому в дальнейших исследованиях будет уделено особое внимание этому признаку, а также дальнейшему повышению адаптивности сортов.

Выводы

1. Получены и переданы в Государственное сортоиспытание 11 сортов озимой твердой пшеницы: Леукомелян 2, Кристалл, Кристалл 2, Жемчужина, Корунд, Корунд 2, Яшма, Леукурум 21, Алена, Карат, Кахрабо. Три га них районированы (Кристалл 2, Леукурум 21, Алена), два находятся в Государственном сортоиспытании (Карат, Кахрабо).

2. Высота растений у новых сортов озимой твердой пшеницы снижена на 26. .28 см, что способствовало их устойчивости к полеганию, повышению уборочного индекса на 13.6% и в большей степени обеспечило реализацию потенциальной продуктивности. Повышение урожайности зерна на 25 ц/га по сравнению со стандартом Новомичуринка шло за счет уплотнения продуктивного стеблестоя (на 381 колос/1 м2) и увеличения массы 1000 зерен (на 12.9г).

3. Сорт Леукурум 21 является принципиально новым высокоадаптивным сортом озимой твердой пшеницы, который по этому показателю не уступает озимым мягким пшеницам. Сорт районирован во всех зонах Краснодарского края и является стандартом среди изучающихся сортов озимой твердой пшеницы на Государственных сортоучастках края.

4. В результате оценки мировой коллекции твердой пшеницы выделенные образцы послужили ценным генетическим материалом в селекционных программах:

- в качества источников высокой морозостойкости использованы Леукомелян 199h264, Utiicum (КНИИСХ), Леукурум 310, Харьковская 909 (Украина), Леукурум 12/76 (Саратов);

- продуктивности в сочетании с устойчивостью к отдельным видам ржавчины -Adamello, F[ х Zeramek 2-231,, Fi х Zeramek 2-259 (Италия);

- высокого качества зерна - Pichot 110, Pichot 71, Michel D-64-46-A (Франция), Candeal 17 (Чили), Гордейформе 195/76, Эригромелян 17/76 (Саратов) и др.;

- устойчивости к полеганию - Oviachic 65 (Мексика), RD 55-1 (Канада), Краснодарским карлик 1 (КНИИСХ).

5. В условиях Кубани высокопродуктивные, морозостойкие сорта можно создать лишь с использованием межвидовой гибридизации с привлечением высоко морозостойких форм озимой мягкой пшеницы. Для усиления признака необходимо межвидовой гибрид Ft скрещивать с морозостойкой формой озимой твердой пшеницы.

6. Завязываемость гибридных зерен при внутривидовых скрещиваниях выше при опылении колосьев на 3 день, при парных и сложных межвидовых - на 4. .5 день после кастрации с использованием твел-метода при проведении гибридизации в полевых условиях и лотка - в теплице.

7. Жизнеспособность растений у межвидовых гибридов первого поколения определяется наследственными особенностями родительских форм. Гибриды Fi большинства изученных комбинаций жизнеспособны. Причиной полной или частичной гибели растений в некоторых комбинациях скрещиваний может являться гибридный некроз или несовместимость цитоплазмы и ядра родительских форм.

8. Хорошей комбинационной способностью обладают сорта, отдаленные в эколо-го-географическом отношении: Oviachic 65 (Мексика), RD 55-1 (Канада), Candeal 18 (Чили), Харьковская 909, Новомичуринка (Украина). С их участием получены новые сорта Леукурум 21, Алена, Карат, Кахрабо, а также большая часть наиболее ценных линий, изучающихся в настоящее время в конкурсном сортоиспытании.

9. Для создания методом селекции сортов озимой твердой пшеницы с хорошими адаптивными свойствами необходимо проводить ступенчатые скрещивания с широким использованием отселекгированного, адаптированного к местным условиям материала (Леукурум 21, Алена, Карат, Леукомелян 199h264 и др.).

Предложения для селекционной практики и производства

1. В качестве исходного материала при селекции на экологическую пластичность в сочетании с комплексом необходимых хозяйственно полезных признаков использовать сорта озимой твердой пшеницы Леукурум 21 и Алена, а также линии - доноры отдельных хозяйственно ценных признаков, переданные в ВИР.

2. Рекомендовать производству шире использовать сорта озимой твердой пшеницы Леукурум 21 и Алена как источники сырья для производства высококачественных круп, макаронных изделий и корма для молодняка птиц.