Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Ретроспективный анализ сортов яровой пшеницы, рекомендованных для возделывания в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ в 1930-2000 гг.

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Ретроспективный анализ сортов яровой пшеницы, рекомендованных для возделывания в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ в 1930-2000 гг."

УЗУ

На правах рукописи

ПАВЛОВА Ольга Викторовна

РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ СОРТОВ ЯРОВОЙ ПШЕНИЦЫ, РЕКОМЕНДОВАННЫХ ДЛЯ ВОЗДЕЛЫВАНИЯ В ЦЕНТРАЛЬНОМ РАЙОНЕ НЕЧЕРНОЗЕМНОЙ ЗОНЫ РФ В 1930-2000 гг.

Специальность 06.01.05 - селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

-/у О

Москва 2005

Работа выполнена в Рязанском Научно - исследовательском проектно — технологическом институте агропромышленного комплекса и Научно -исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны в 1998-2004 годах.

Научные руководители • доктор биологических наук, профессор,

академик РАСХН

| Нетгевич Энгедь Данилович |

- доктор сельскохозяйственных наук, профессор, академик РАСХН

Гончарен ко Анатолий Алексеевич

Официальные оппоненты-доктор сельскохозяйственных наук, профессор

Берёзкин Анатолий Николаевич;

- кандидат сельскохозяйственных наук Кочетыгон Григорий Викторович.

Ведущая организация - Московское отделение Всероссийского Научно -

исследовательского института растениеводства им. Н.И. Вавилова.

Защита состоится — 2005 г, в часов на заседании

диссертационного совета Д 006.049.01. в Научно — исследовательском институте сельского хозяйства Центральных районов Нечерноземной зоны <НИИСХ ЦРНЗ).

Адрес: 143026, Московская область, Одинцовский район, п. Немчиновка -1, ул. Калинина, дом. 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИСХ ЦРНЗ. Автореферат разослан <р 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Мерзликин А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность исследований. Яровая пшеница - ведущая зерновая культура России. Площади ее посева в стране на протяжении многих лет составляли 20-30 млн. га. (Неттевич Э.Д., Давыдова Н.В., Шарахов A.A., 1995).

Возделываемые сорта яровой пшеницы обладают многими положительными качествами, но не в полной мере удовлетворяют производство. Э.Д, Неттевич (1983) отмечает существенно - весомую роль сорта в повышении урожайности и повышении качества зерна.

Селекционное улучшение сортов яровой пшеницы проводилось в различных направлениях: на устойчивость к полеганию, устойчивость к болезням и вредителям, засухоустойчивость, улучшение качества зерна и т.д. В этой связи особую актуальность приобретает необходимость проведения ретроспективного анализа сортов с целью оптимизации важнейших направлений в селекции яровой пшеницы. Оптимизация селекционного прогресса яровой пшеницы за прошедшие 70 лет позволит выявить наиболее динамичные элементы структуры урожая у разных сортов, определить характер их изменений в связи с селекцией и показать их вклад в рост урожайности.

Цель исследований. Цель настоящей работы - провести ретроспективный анализ сортов яровой пшеницы, прошедших сортосмену в ЦРНЗ за 1930 - 2000 гт„ и определить вектор их селекционного изменения по урожайности, основным элементам структуры урожая, степени поражения растений болезнями и вредителями.

Задачи исследований. Провести сравнительную оценку сортов по урожайности, проследить отзывчивость различных сортов на внесение азотных удобрений; изучить динамику селекционного сдвига основных морфобиоло-гических признаков и показателей качества зерна, оценить их по параметрам фенотипическоЙ пластичности и стабильности; дать оценку по устойчивости к основным болезням и вредителям.

Научи а я новизна работы. Проведен ретроспективный анализ сортов яровой пшеницы, рекомендованных к возделыванию в Центральном регионе Нечерноземной зоны РФ в 1930 - 2000 гг. Выделено пять периодов сортосмены, в течение которых доминирующее место в посевах последовательно занимали сорта Лютесценс 62 (I период), Артемовка (П период), Краснозер-ная (III период), Московская 35, Роднна, Симбирка (IV период), Энита, Прн-окская, Лада {V период). Экспериментально показано, что в результате селекционного совершенствования потенциал урожайности возделываемых сортов за 70 —летний период увеличился па 44,1 % или на 0,6 % в год. В расчете на каждый период сортосмены прирост урожайности составил 2,33 ц/га или 8,8 %. Существенно улучшилась генетическая отзывчивость сортов па улучшение условий возделывания как по урожаю зерна, так и по его качеству. Сорта разных периодов сортосмены достоверно не различались по полевой всхожести, продуктивной кустистости и густоте продуктивного стеблестоя. Однако в результате селекции морфотил сортос лонно эволюционировал в сторону короткостебельнс

яровой г|шеужшмук-

эучнби литературы

дый период сортосмены), повышения устойчивости к полеганию (на 0,48 балла) и позднеспелости (на 0,5 дня). Произошло существенное улучшение слагаемых элементов продуктивности пшеничного колоса по числу зерен в колосе (на 7,2 зерна), возросла масса 1000 зерен (на 3,5 г), масса зерна с колоса (на 0,47 г), повысилась устойчивость растений к листовым болезням. Ретроспективный анализ не выявил положительного селекционного сдвига по содержанию белка и сырой клейковины в зерне, С каждой последовательной сортосменой эти показатели снижались соответственно на 0,20 % и 2,18 %, Экспериментально показана возможность улучшения качества зерна яровой пшеницы путем азотных подкормок посевов (Ил) в фазу кущения.

Практическая ценность. Проведена сравнительная оценка 9 сортов яровой пшеницы, последовательно сменявших друг друга в различные периоды сортосмены в Центральном Нечерноземье на протяжении 70 лет. Проанализирована динамика селекционного улучшения этих сортов по урожайности и основным селектируемым признакам. Показано, что новые сорта Энита, Приокская и Лада стабильно превышают более старые не только по урожайности, короткостебельности и устойчивости к полеганию, но и по э кол отческой пластичности и отзывчивости на дополнительную подкормку азотными удобрениями в фазу кущения. Установлено, что сила влияния этого агро-приема стабильно превосходила эффект генотипа сорта как по содержанию белка, так и по содержанию сырой клейковины. Сделано заключение о возможности эффективного решения проблемы улучшения качества зерна яровой пшеницы путем селекции на высокую отзывчивость сортов к уровню азотного питания.

Апробация работы. Основные положения и рекомендации производству опубликованы в научных трудах и доложены на заседаниях ученых советов Рязанского НИПТИ АПК и НИИСХ ЦРНЗ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 131 странице машинописного текста и включает введение, обзор литературы, методику исследований, четыре главы экспериментальной части, выводы и предложения производству. Работа содержит 60 таблиц, 15 рисунков. Список литературы включает 214 источников, из которых 13 на иностранном языке.

УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ II МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Экспериментальная работа проводилась в течение 1998 -2000 гг. на опытных полях Рязанского НИГТТИ АПК (Рязанская область), и НИИСХ ЦРНЗ (Московская область). Почвы Московской области дерново-подзолистые, тяжелосуглинистые, содержание гумуса 1,8 Почвы Рязанского НИПТИ АПК более плодородные, темносерые лесные с содержанием гумуса 4,5 %. Агротехника возделывания яровой пшеницы - общепринятая для зоны.

В НИИСХ ЦРЮ и в Рязанском НИПТИ АГЖ полевые опыты закладывали по типу конкурсного испытания. Повторность четырехкратная. Учетная площадь делянки — 12м3, Посев проводили в оптимальные сроки сеялкой ССФК-7М с нормой высева 600 всхожих зерен на 1м. Предшественником служила озимая пшеница.

В НИИСХ ЦРНЗ под предпосевную культивацию вносили минеральные удобрения из расчета 60 кг/га действующего вещества азота, фосфора и калия. В период кущения пшеницы проводили подкормку растений азотом по 30 кг/га. В Рязанском НИПТИ АПК опыты закладывали по фону без удобрений (контроль), а для сравнения были включены варианты с внесением 34 кг/га азота.

В качестве исходного материала было взято 9 сортов яровой мягкой пшеницы, которые в разное время были районированы в Центральном районе Нечерноземной зоны России. С учетом продолжительности их возделывания в производстве все сорта были разделены на 5 периодов сортосмены (табл. 1).

Таблица 1

Периоды сортосмены по яровой пшенице в ЦРНЗ за 1930 - 2000 гг.

Сорт Год районирования Период сортосмены

Лютесненс 62 1929 1

Артемовка 1945 II

Краснозерная 1960 II!

Московская 35 1975 IV

Роднна 1982

Симбирка 1986

Эннта 1990 V

Приокская 1993

Лада 1997

Сорт яровой пшеницы Лютее пенс 62 был первым селекционным сортом яровой пшеницы в Центральном районе. Он относится к первому периоду сортосмены, за ним идет сорт Артемовна, который составил второй период сортосмены. В последующие годы Артемовку сменил сорт яровой пшеницы Краснозерная, которая составила третий период сортосмены. К четвертому периоду сортосмены относятся сорта Московская 35, Родина, Симбир-ка, а сорта современной селекции Эннта, Приокская и Лада определили пятый период сортосмены.

Метеорологические условия в период вегетации яровой пшеницы существенно различались по годам. В 1998 г. сложились благоприятные условия для яровой пшеницы, урожайность ее была выше средней многолетней. Сорта хорошо дифференцировались по урожайности, устойчивости к полеганию, поражению болезнями, качеству зерна. В 1999 г. наблюдалась сильная

майско-июньская засуха, Из-за дефицита влаги в почве на фоне высокой температуры воздуха, особенно в первый период вегетации, урожайность яровой пшеницы была в два раза ниже средней многолетней.

Условия 2000 года были благоприятными для роста и развития зерновых культур. Посев опытных делянок проводили 25 апреля. В почве был достаточный запас продуктивной влаги, осадков в это время выпало на 55% больше нормы. Всходы появились 6 мая. Кущение яровой пшеницы отмечено в 3 декаде мая (25-27 мая). В это время наблюдался дефицит почвенной влаги при среднесуточной температуре 21,7вС, это на 7,1°С выше среднемно-голетней. Для формирования и налива зерна осадков было достаточно. Уборка была проведена 11-12 августа.

Фенологические наблюдения осуществлялись по методике П.П, Вавилова (1983). Полевую всхожесть и сохранность растений к уборке учитывали по методике Е.С. Ермакова (1982). Высоту растений определяли в фазе полной спелости путем измерения 10 растений каждого варианта по методике Международного классификатора рода Trilicum L.

Оценку на устойчивость к мучнистой росе и листовой (бурой) ржавчине учитывали по методике Гешеле Э.Э. (1978). Степень вредоносности корневых гнилей, оценку сортов па устойчивость растений к поражению шведской мухой, устойчивость к поражению зеленоглазкой определяли по методике И.М. Беляева (1974).

Структуру урожая определили методом разбора пробного скопа по методике ВИР (1977). Учитывали массу зерна с главного колоса, массу 1000 зерен. Полученные данные обрабатывали методами дисперсионного и корреляционного анализа (Доспехов Б.Л., 1985).

Уборку опытных делянок проводили комбайном «Hege - 125»

Учет урожайности проводили путем взвешивания. Данные урожайности приведены к 14% влажности (ГОСТ 10469 — 76) и 100% чистоте.

Содержание белка в зерне определяли в лаборатории Рязанского HillII'И ЛПК по Берпштешгу (Радов A.C., Пустовой И.13., Корольков A.B., 1985).

Качественные показатели зерна определяли в лаборатории технологии зерна НИИСХ ЦРНЗ согласно ГОСТ 10469 - 76.

Оценку сортов яровой пшеницы по признакам фенотнпнческой пластичности (bi) и стабильности (S3dj) проводили на основе математической модели С.А. Эберхарта н У.Г. Рассела (1966),

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Урожайность сортов яровой пшеницы различных периодов сортосмены.

Относительно новые сорта яровой пшеницы, районированные в Центральном регионе после 1975 г. стабильно превосходили по урожайности сорта Лютесцснс 62 и Краенозерная (табл. 2), В то же время в сравнении с Московской 35 различия между остальными сортами были не столь значительны, Результаты регрессионного анализа показывают, что средний селек-

цнонный прирост урожайности за 70 - летний период составил 9,8 ц/га или 44,1%. В расчете па 1 год цена прироста составляет 14 кг или 0,6%. За каждый период сортосмены урожайность сортов возрастала на 2,33 ц/га или 8,8%.

Таблица 2

Урожайность сортов яровой пшеницы различных периодов сортосмены, т/га.

Сорт Рязанский НИПТИ АПК Ш1ИСХ ЦРНЗ Среднее

1998 г. 1999 г. 2000 г. 1999г. 2000г. По сортам lio периодам

Лютее цене 62 2,91 1,51 2,73 1,20 2.74 2,22 2,22

Артемовка 2,76 1,95 3.60 1,17 3,46 2,59 2,59

Красночерпая 1,88 1,47 1,6« 1,12 2,56 1,74 1,74

Московская 35 4,62 1,70 4,38 1.86 3,08 3,13 ' 2,96

Родина 3,37 1,64 3,98 1,89 3,45 2,87

Симбнрка 3,98 1,80 3,80 1,65 3,22 2,89

Эннта 6,05 1,81 3,91 1,82 3,29 3,38 3,20

Приокская 4,17 1,89 3,70 1,84 3,40 3,00

Лада 4,39 1,90 4,61 1,85 3,35 3,22

Среднее 3,79 1.74 3,60 U7 3.08 2,76 2,76

HCPo.os 0,06 0,08 0.57 0,08 0,24 У=0,233х+1,843

Дисперсионный анализ данных по урожайности и вычисление параметров экологической пластичности позволили выявить особенности характера их изменения у районированных сортов яровой пшеницы по периодам сортосмены.

Таблица 3

Результаты дисперсионного анализа урожайности исследуемых сортов яровой пшеницы, (Рязанский НИПТИ АПК, ШШСХ ЦРНЗ, 1999 - 2000 гг.)

Источники дисперсии Сумма квадратов Степени свободы Средний квадрат F« Доля влияния факторов,®/»

Общая 144.39 143 -

Повторения 0,25 3 0,08 6.14

Пункт (Л) 2,89 1 2,89 217,02* 3.94 2,0

Гедотип сорта (В) 19,74 8 2,47 184,91* 2,03 13,7

Год (С) 105,85 1 105,85 7933,12* 3,94 73,3

Взаимодействие АВ 2,43 8 0,30 22,81* 2,03 1,7

Взаимодействие АС 0,74 1 0,74 55,65* 3,94 0,5

Взаимодействия ВС 4,97 8 0,62 46,53* 2,03 3.4

Взаимо де Йствие ABC 6,11 8 0,76 57.26* 2,03 4,2

Остаток (ошибки) 1,40 105 0,01 -

За прошедшие годы у всех сортов отмечено закономерное повышение урожайности по периодам сортосмены, а также прогрессирующая отзывчивость сортов на улучшение условий возделывания.

Данные табл. 3 показывают, что влияние погодных условий года оказало решающее влияние на уровень урожайности исследуемых сортов яровой пшеницы (73,3%). На втором месте по силе влияния был генотип сорта (13,7%), а доля влияния места исследований составила лишь 2,0%. Дтя достижения высокой урожайности современные сорта яровой пшеницы должны обладать повышенной экологической устойчивостью к изменяющимся погодным условиям года, особенно к температурным факторам среды.

Следует отметить различную реакцию сортов яровой пшеницы на азотный фон во влажные и сухие годы. В благоприятном для яровой пшеницы 1998 г. максимальную прибавку урожайности от азотных удобрений дали два сорта - Приокская и Лада. Повысили урожайность сорта Артемовка, Московская 35, Роднна. Не реагировал на азотный фон сорта Лютесценс 62, Краен озерная, Симбирка, а сорт Энита даже снизил свою урожайность. В засушливом 1999 г, все сорта положительно реагировали на азот, повысив урожайность. Стабильную прибавку урожайности в течение двух лет обеспечили сорта Московская 35, Родина, Прнокская и Лада (табл. 4).

Таблица 4

Реакция сортов яровой пшеницы на азотную подкормку в фазе кущения.

Сорт Урожайность, т/га Параметры пластичности

1998 год 1999 год В среднем

Контроль ЫМ в фачу кушення Контроль Ыл в фазу куще нил ь( Бс1,

Лютесценс 62 2,91 2,91 1,51 1,69 2,26 0,60 0,01

Артемовка 2,76 3,08 1,95 1,97 2,44 0,45 0,02

Краснозерная 1,88 1,88 1,47 1,71 1,74 0,16 0,33

Московская 35 4,62 5,26 1,70 2,09 3,42 1,04 0.02

Родина 3,37 3,82 1,64 2,11 2,74

Симбирка 3,98 3,97 1,80 2,20 2,99

Энита 6,05 5.38 1,81 2.31 3,89 1,45 0,28

Приокская 4,17 5,45 1,89 2,21 3,43

Лала 4,39 5,87 1,90 2,29 3,61

Среднее 3,79 4*23 1,69 2,03 2,97

НСРМ 0,06 0,07

Исследование адаптивных свойств сортов яровой пшеницы проводили в течение двух лет на разном агрохимическом фоне. Коэффициент регрессии Ь; указывает на различную реакцию изучаемых сортов на условия возделывания {метеорологические условия года и азотный фон). Этот коэффициент определяет степень экологической пластичности сорта, т.е. его способность приспосабливаться к изменяющимся условиям произрастания. Если Ь; > I -

сорт обладает высокой пластичностью и при оптимальных условиях дает высокий урожай. Если bj < I — сорт слабо отзывается на улучшение условий выращивания.

В наших опытах наиболее высокопластичными оказались сорта IV и V периодов сортосмены (табл. 4). Коэффициент регрессии у этих сортов был выше 1 и составил 1,04 и 1,45 соответственно. Сорт Краснозерная (III период сортосмены) показал себя низкопластичным (Ь; = 0,16) из - за низкой устойчивости к полеганию. В среднем по периодам сортосмены коэффициент пластичности сортов яровой пшеницы имел тенденцию к повышению. Это позволяет сделать вывод об усилении отзывчивости сортов по показателю урожайности у яровой пшеницы в процессе селекции. Дисперсия фактической урожайности оценивается по вариансе стабильности S~d|. Этот показатель оценивает, насколько надежно сорт соответствует той пластичности, которую оценил коэффициент bj. Чем ближе S2d, к нулю, тем меньше отличаются эмпирические значения от теоретически рассчитанных. Практическое значение имеют те сорта, у которых сочетается высокое значение Ь, и низкое значение S2d,. В нашем опыте по этому свойству выделились сорта IV периода сортосмены, сочетающие высокую урожайность с низкой вариансой стабильности.

Низкая величина вариансы стабильности отмечена также у сортов Лю-тесценс 62, Артемовка, относящихся к более ранним периодам сортосмены.

Таким образом, полученные данные позволяют заключить, что за прошедший период урожайность яровой пшеницы за счет потенциала селекции возросла от 2,22 т/га (сорт Лютесценс 62) до 3J20 т/га (сорта Энита, Приок-ская, Лада).

В процессе научной селекции существенно улучшилась отзывчивость сортов яровой пшеницы на условия возделывания, экологическая пластичность сортов возросла от 0,60 (сорт Лютесценс 62) до 1,45 (сорта Энита, При окская, Лада).

Сравнительная оценка морфо — биологических особенностей сортов яровой пшеницы.

В среднем за годы исследований самый высокий показатель количества продуктивных стеблей на 1 м2 на фоне без применения дополнительной подкормки азотом был отмечен у стародавнего сорта Лютесценс 62 (397,5 штУм ), самый низкий показатель - у сорта III периода сортосмены - Краснозерная (342,3 0 шт./м3). Нужно отметить, что современные сорта показали средний результат (388,7 штУ м2). На фоне с дополнительным внесением азотных удобрений наиболее высокий показатель густоты стояния был у современных сортов V периода сортосмены (418,3 шт./м3), самый низкий — у сортов IV периода сортосмены (388,8 шт./м2). Недостаточная густота стеблестоя в 1999 году определялась погодными условиями, сложившимися в период вегетации. 1998 год отличился более благоприятными погодными условиями для роста и развития растений. Уравнение регрессии для этого признака имеет вид: У= - 0,045х+388,2 (табл. 5).

Таблица 5

Количество продуктивных стеблей у различных сортов яровой пшеницы

(шт/м2)

Сорт 1998 г 1999 г Среднее по периодам сортосмены

Контроль N14 в фазу кущения Контроль N14 в фаду кущения Контроль N14 в фазу кущения

Лютесиенс 62 497 403 316 403 397,5 403,0

Артем о а ка 400 523 291 320 345,5 421,5

Краснозерная 317 4] 1 367 411 342,0 411,0

Московская 35 402 406 327 368 364,3 388,8

Ролнна 375 385 323 334

Сммбирка 467 499 292 341

Энита 408 372 330 428 418,3

Приокская 462 450 320 369

Лада 486 534 326 357

Среднее 421,8 442,6 321,3 370,1 367,6 413,5

Уравнение регрессии У= - 0,045х+388,2

Таким образом, сорта разных периодов сортосмены хотя существенно и не различались по густоте продуктивного стеблестоя, но имели отрицательный тренд.

Наиболее важными в определении урожайности являются: выживаемость растений, продуктивная кустистость, число зерен в главном колосе, масса зерна с главного колоса, масса 1000 зерен (табл. 6).

Выживаемость. В среднем от всходов до уборки в 1998-1999 годах на не удобренном в фазу кущения фоне сохранилось 62,9% растений, В среднем по всем исследуемым сортам на фоне без применения азотной подкормки, выживаемость увеличилась от 58,9% у сорта I периода сортосмены до 62,8% у сортов V периода сортосмены. На удобренном фоне выживаемость увеличилась от 58,2% у сорта I периода сортосмены до 65,3% у сортов V периода сортосмены. Дополнительное внесение азотных удобрений положительно сказалось на показателе выживаемости растений.

По показателю экологической пластичности (Ь|) изучаемые группы сортов существенно различаются. Низкий показатель был отмечен у сортов: (I периода сортосмены) Лютесценс 62 (Ь| =0,52), (II периода сортосмены) Краснозерная (Ь| =0,49), (IV периода сортосмены) {Ь, =0,58). Это указывает на слабую пластичность этих сортов. У остальных исследуемых сортов коэффициент регрессии был более 1.

Высокие значения коэффициента Ь| свидетельствуют о том, что по показателю выживаемости исследуемые сорта являются высокопластичными, т.е. более адаптивными. Адаптивность сортов по выживаемости повышалась в процессе селекции яровой пшеницы. У сортов V периода сортосмены она была в 2,3 раза выше (1,19), чем у сортов I периода (0,52).

Таблица 6

Характеристика сортов по элементам структуры урожая, (1998-1999 гг.).

Сорт Выживаемость растений, % Число зерен в главном колосе, 7лт. Масса зерна с гласного колоса, г Масса 1000 зерен, г

Контроль N34 в фазу кущения Ь; Контроль N34 в фазу кущения ь, Кош-роль N 34 и фазу кущения Ь; $4 Копт роль N,4 в фазу кущения

Лютес-ненс 62 58,9 58,2 0,52 4,63 22,0 23,0 0,17 0,40 0,65 0,66 0,24 0,002 28,9 33,1 0,77 12,8

Артемов-ка 64,9 66.8 1,59 20,4 21,8 20,0 0,43 3,08 0,69 0.69 0,32 0,004 30,7 31Д 0,45 3,7

Красно-эерна» 68,2 67,4 0,49 4,35 25,8 26,0 0,76 0,65 0,93 0,83 0,99 0,089 26,6 зи 1,06 26,5

Московская 35 Родина Симбнрка 59,9 61,9 0,58 6,80 27,7 28,8 1,42 2,47 0,95 1,02 0,96 0,035 39,0 40,2 0,59 6,53

Эннта При окская Лада 62,8 65,3 1Д9 18,4 28,9 30,2 !,18 1,99 1,04 1,13 1,18 0,059 32,2 36,6 1,27 31,6

Среднее 62.9 63,9 25,2 25,6 0,85 0,87 31,5 34,5

Уравнение регрессии У "0,61х + 61,62 У = 2,15х+ 18,99 У = 0,12х + 0,51 У=1,55х + 28,37

Число зерен на главном колосе. В среднем за два года исследований, самые высокие показатели были отмечены у сортов IV и V периодов сортосмены: соответственно 27,7 и 28,9 (шт.) на обычном фоне; 28,8 и 30,2 (шт.) на фоне с азотной подкормкой. Таким образом, можно сделать вывод о том, что в процессе селекции происходило заметное увеличение числа зерен в колосе яровой пшеницы.

По экологической пластичности среди изучаемых сортов лучшими были сорта IV и V периода сортосмены. Эти сорта имели коэффициент регрессии b| > 1, то есть они положительно реагировали на внесение азотных удобрений. Остальные сорта оказались низко пластичными но этому признаку (табл. 6).

В среднем по периодам сортосмены масса зерна с главного колоса у сортов V периода (1,04 г) превышает массу зерна с колоса стародавнего сорта Лютесценс 62. Применение азотной подкормки в среднем негативно отразилось на продуктивмости главного колоса у сорта Краснозерная (-0,1 г). Очевидно при дополнительных азотных подкормках у этого сорта резко увеличивается кустистость, главный колос становится мелким, что приводит к снижению массы зерна с главного колоса.

Анализ параметров экологической пластичности по изучаемому признаку показывает, что по массе зерна с колоса наиболее высокая экологическая пластичность выявлена у сортов V периода сортосмены bi =1,18). Остальные сорта имели коэффициент регрессии bi <1. В целом имело место увеличение показателя экологической пластичности в результате селекции. Так, показатель Ь, сорта I периода сортосмены (Лютесцснс 62) меньше, чем bi сортов V периода сортосмены на 0,94. По показателю S2d, все сорта можно отнести к группе стабильных по массе зерна с колоса. Таким образом, прирост урожайности сортов селекционным путем достигнут за счет повышения продуктивности главного колоса. Современные сорта яровой пшеницы превосходят старые по числу зерен в колосе и массе зерна с колоса.

Масса 1000 зерен в нашем опыте в значительной степени зависела от особенностей сорта и от климатических условий года. На фоне без применения дополнительной подкормки удобрениями самый низкий показатель массы 1000 зерен был у сорта Краснозерная (III период сортосмены) (26,бг), а самый высокий у сортов IV периода сортосмены (39,0 г). Если сравнивать средние показатели массы 1000 зерен на фоне без применения азотной подкормки в период кущения и на удобренном фоне, то видно, что после подкормки практически у всех сортов масса 1000 зерен увеличивается. Самый высокий показатель массы 1000 зерен в этом случае был также у сортов IV периода сортосмены (40,2г), а самый низкий — у сорта Артемовка (II период сортосмены (31,2 г.)). По показателю экологической пластичности (bi) по массе 1000 зерен (табл.б) можно выделить две группы с высокой пластичностью - сорт Краснозерная (III период сортосмены) и сорта V периода сортосмены. Остальные сорта относятся к низколластичным (bi = 0,45 - 0,77).

Таблица 7

Характеристика сортов яровой пшеницы по высоте и устойчивости к полеганию (1998 —2000 гг.).

Сорт Высота растений, см. Устойчивость к полеганию, балл.

По сортам По периодам По сортам По периодам

Лютесценс 62 65 65 6,5 6,5

Артемовка 71 71 6,5 6,5

Краснозерная 70 70 6,3 6,3

Московская 35 73 66 7,8 8,1

Родина 57 К,5

Симбирка 68 8,0

Элита 66 66 8,3 8,1

Прноксхая 64 8,0

Лада 67 8,0

В среднем 66,8 67,6 7,5 7,1

Уравнение регрессии У=- 1,67х+72,58 У=0,48х+5,18

В целом, полученные в наших опытах данные позволяют сделать заключение о том, что масса 1000 зерен у исследуемых сортов в значительной степени зависит от агрохимического фона и генетических особенностей сорта. У возделываемых в настоящее время сортов яровой пшеницы большая часть урожая формируется за счет продуктивности колоса.

Высота растений и устойчивость к полеганию. В среднем за 3 года наиболее высокую устойчивость к полеганию имели современные сорта IV и V периодов сортосмены (8,1 балл), при высоте растений в среднем 66 см. (табл, 7). Коэффициент регрессии по устойчивости к полеганию составляет: У=0,48+5,18.

Данные показывают, что по высотс растений за годы селекции произошел существенный сдвиг в сторону короткостебельности. В результате произошедших сортосмен морфотип сортов яровой пшеницы неуклонно эволюционировал в сторону короткостебельности. По устойчивости к полеганию растений имеется явный прогресс (рис. 1).

Длина вегетационного периода. В процессе онтогенеза растения яровой пшеницы проходят несколько фаз роста и развития: прорастание семян, всходы, кущение, выход в трубку, колошение, цветение, формирование и созревание зерна.

В наших опытах исследуемые сорта по продолжительности периода от посева до кущения у исследуемых сортов сильно различалась (табл. 8). Количество дней от посева до кущения у сортов Лютесценс 62, Артемовка, Краснозерная, Московская 35 и Симбирка составляло 38 дней. У сортов Родина, Энига, Лада период ог посева до кущения занимал 40 дней.

Рис. 1, Динамика селекционного улучшения сортов яровой пшеницы по высоте растений и устойчивости к полеганию.

во

70

60

50

40

30

20

10

. ■ ■■ г ^ ■ у : ^ -'г .•.■■■!■;■.-■ О'",.. ' •• •!/>•"' '■.■■'у/ • у = *1,67) Л -"у 'ч"-; + 72,58 •

'-г ... . \ • -

Г."?., ---'1 ■ • ... .V ; Л: 'г; ■щр? шш •• •.. • V -л ' „ \ • - •;: • V • •-■> -

г

-вь (сота, см >чГ.

• С- г Г>1 - ""\Vs\i .¿-УУ' • -•-уст. к полеганию, балл —Линейный (высота, см) ' л..-" -------------- Ч :>:' : :

-Линейный (уст. к полега балл) нию,

V г. 'Л,';

- ■ЛГ'Л», А.Я,- • ' -"ь'С • • л..л.;-;-V,., - '/-< ¿и. -г!-.:,-.-.- = 0,48х + {

^ 1 ^ 1 -- ; + .-л *!"р

А.-ч« ®й

1 2 3 4 5 6

У сорта Приокская этот период составил в среднем 39 дней. Период прохождения фазы кущение — выход в трубку наиболее короткий был у сорта Лю-тесценс 62 (9 дней). У сортов Артемовка, Московская 35, Симбирка, Лада отмечен более длительный период прохождения фазы кущение - выход в трубку (12 дней). Период от выхода в трубку до колошения сильно варьировал по сортам. Он составил 3 дня у сортов Энита, Лада, на два дня дольше проходили эту фазу сорта Лютесценс 62, Краснозерная.

Таблица 8

Продолжительность вегетационного н межфазных периодов различных сортов яровой пшеницы, (дней).

1998 - 2000 гг.

Сорт Поссв-кущение Кушение -выход в трубку Выходе трубку-коло шейке Колошение -восковая спелость За вегетацию

Но сортам По периодам

Лютесценс 62 38 9 5 43 95 95

Артемовка 38 12 4 41 95 95

Красно Зсрпая 38 11 5 42 97 97

Московская 35 38 12 4 41 96 95

Ролина 40 10 4 4) 95

Симбирка 38 12 4 42 95

Энита 40 11 3 41 95 97

Приокская 39 И 4 42 96

Лада 40 12 3 46 101

У стандартного сорта Приокская, а также у сортов Артемовка, Московская 35, Родина, Симбирка период от выхода в трубку до колошения составил 4 дня.

Сорта Приокская, Краснозерная и Симбирка прошли период колошение - восковая спелость за 42 дня. На 1 день дольше проходил этот период сорт Лютесцснс 62 (43 дня), а сортам Артемовка, Московская 35, Родина и Энита потребовалось от периода колошение до восковой спелости 41 день. Самым позднеспелым оказался современный сорт Лада. Период вегетации у него составил 101 день. У остальных сортов длина периода вегетации составляла 95 - 97 дней. Увеличение вегетационного периода у современного сорта Лада произошло за счет межфазного периода колошение — восковая спелость (46 дней).

Сравнительная оценка сортов яровой пшеницы по содержанию белка и

клейковины в зерне.

Современные сорта яровой пшеницы позволяют получать в Центральном регионе РФ зерно достаточно высокого качества. Из 11 сортов яровой

пшеницы, рекомендованных для возделывания в этом регионе на 2004 г., четыре отнесены к сильным и пять к ценным по качеству зерна. Однако реализовать эти свойства можно лишь на фоне соответствующих технологий возделывания при применении азотных удобрений.

Содержание белка. Результаты сравнительной оценки изучаемых сортов яровой пшеницы показали, что внесение азотных удобрений несколько увеличивает содержание белка в зерне яровой пшеницы (табл.9). Применение азотных удобрений в среднем повысило процентное содержание белка у изучаемых сортов. По показателю экологической пластичности Ь; между сортами видны существенные различия. Так не пластичными показали себя сорта III периода сортосмены и IV периода, кроме сорта Родина (bj = t ,25). Остальные сорта имели высокую экологическую пластичность по содержанию белка в зерне. Адаптивность сортов в процессе селекции яровой пшеницы имела тенденцию к снижению. У сортов V периода сортосмены Ь, ниже (1,18), чем у сортов I периода (1,25). Существенных различий по параметрам пластичности (bj) и стабильности (S2 d;) между сортами не выявлено.

В целом просматривается тенденция к снижению содержания белка в зерне яровой пшеницы в процессе селекции. Вероятная причина - отрицательная корреляция между урожайностью и содержанием белка.

Клейковина в зерне. Погодные условия, сложившиеся в годы проведения исследований, оказали заметное влияние на содержание клейковины в зерне различных сортов яровой пшеницы. В среднем по периодам сортосмены наиболее высокое содержание клейковины в зерне отмечено у сорта И периода сортосмены Артемовка (табл. 9). Этот сорт содержал 25,2% клейковины на фоне без азотной подкормки и 30,5% на фоне с дополнительной подкормкой N34 в фазу кущения. В ходе III периода сортосмены произошло заметное снижение содержания клейковины в зерне. Оно имело место как в благоприятные годы, так и в годы, экстремальные по погодным условиям. Содержание клейковины у сорта Краснозерная составило 17,2% на фоне без азотной подкормки и 22,9% на фоне с дополнительной подкормкой, В дальнейшем в процессе селекции появились сорта с более высоким содержанием клейковины. Так, у сортов IV периода сортосмены этот показатель был равен 19,6% на фоне без азотной подкормки и 23,7% на фоне с дополнительной подкормкой, а у сортов V периода сортосмены достигал 20,3% и 24,9% соответственно. По уровню экологической пластичности все сорта оказались низкопластичными. Коэффициент регрессии по содержанию клейковины в зерне исследуемых сортов яровой пшеницы был ниже 1. Однако у сортов V периода сортосмены этот показатель значительно выше, чем у сортов более ранней селекции (0,66 против 0,34 - 0,39). Очень низкий показатель стабильности по этому признаку отмечен у сорта Лютесценс 62 (I период сортосмены), Способность противостоять стрессу у него выражена слабее по сравнению с другими сортами. В целом ретроспективный анализ сортов показал отрицательный тренд селекционного изменения качества зерна. Содержание белка в зерне вследствие отрицательной корреляции с урожайностью имело тенденцию к снижению.

Таблица 9

Сравнительная оценка сортов яровой пшеницы по содержанию белка и клейковины в зерне (1998 - 1999 гг.).

Сорт Белок зерна, % Параметры пластичности Клейковина в зерне, % 11араметры пластичности

Контроль N34 в фазу кущения Ь] Контроль N34 в фазу кущения

Лютссцсис 62 12,8 13,7 1,25 3.23 26,8 32,4 0,38 134,63

Артемовка 13,3 13,0 1.21 3,43 25,2 30,5 0,38 29,28

Красно-зерпая 11,9 11,9 0,33 0,46 17,2 22,9 0,34 27,01

Москов-екая 35 Роднна Симбирка 12,1 12,6 0,98 2,04 19,6 23,7 0,39 24,75

Энита Приокская Лада 12,3 12,9 1,18 3,07 20,3 24,9 0,66 48,77

Среднее 12,5 12,8 21,82 26,88

Уравнение регрессия У ■ - 0,21к+13,28 У--2,02к+30,41

То же самое относится и к содержанию сырой клейковины В зерне. Экспериментально показана возможность существенного улучшения качества зерна яровой пшеницы за счет азотных подкормок (Ми) в фазу кущения. С то же время имеется возможность решить проблему улучшения качества зерна методами селекции путем создания сортов с повышенной отзывчивостью к уровню азотного питания.

Устойчивость сортов яровой пшеницы к основным болезням и вредителям.

Бурая ржавчина Г Р. ЙесопсШаЧ. Результаты наших исследований показывают, что наиболее устойчивыми к поражению этим заболеванием в Рязанской области оказались сорта IV и V периодов сортосмены. Поражение растений этих сортов составило 29,2 - 30,8% (табл. 10), Менее устойчивыми к поражению бурой ржавчиной показали себя сорта Краснозерная (53,8%) и Артемовка (40,0%).

Мучнистая роса (Ег, (¿гаппЫз). В среднем по сортам в двух различных пунктах исследований максимальное поражение отмечено у сортов I и IV периодов сортосмены 36,3% и 30% соответственно, минимальное — у сорта П периода сортосмены - Артемовка (20,0%) (табл. 10). В среднем по периодам сортосмены имел место некоторый прогресс по устойчивости сортов к мучнистой росе.

Корневые гнили (Сег. Негро1псЬо!с1ез). Как видно, в среднем по периодам сортосмены наиболее сильное поражение растений по сравнению со

здоровыми наблюдалось у сортов I и II периодов сортосмены: Лютесценс 62 (61,5%), Артемовна (67,0%). Сорта IV периода сортосмены были поражены на 58,8%, а сорта V периода сортосмены на 59,3%. В целом произошел незначительный сдвиг в сторону усиления устойчивости сортов к корневым гнилям. Однако все представленные сорта яровой пшеницы нуждаются в дальнейшей селекционной доработке по устойчивости к корневым гнилям.

Таблица 10

Поражение сортов яровой пшеницы основными болезнями и вредителями в среднем по периодам сортосмены, (%).

Сорт Бурая ржавчина Мучнистая роса Корневые гнили Шведская Mvxa Зеленоглазка

Лютесценс 62 35 36,3 61,5 7,5 16,3

Артемовна 40 20,0 67,0 10,0 11,3

Краснозерная 53,8 28,8 57,5 8,0 11,3

Московская 35 30,$ 30,0 58,8 16,7 20,0

Родина

Симбирка

Эннта 29,2 25,8 59,3 15,0 12,9

Приокская

Лада

Шведская муха fOsinosoma frit L.). В наших опытах посевы на фоне без применения азотной подкормки поражались почти в 3 раза сильнее, чем посевы, где была проведена подкормка аммиачной селитрой. Подкормленные растения быстрее раскустились и сформировали более мощный листовой аппарат, что способствовало их меньшему повреждению шведской мухой. В среднем сорта яровой пшеницы IV и V периодов сортосмены поражались шведской мухой сильнее сортов ранней селекции. Следовательно, современные сорта не обладают повышенной устойчивостью к шведской мухе и нуждаются в селекционном улучшении по этому признаку. Подкормка растений яровой пшеницы азотными удобрениями приводит к тому, что растения быстрее кустятся и формируют более мощный листовой аппарат. Это способствует их меньшему повреждению шведской мухой.

Зеленоглазка fChiorops pumions В jerk.), Сильное поражение этим вредителем было отмечено у сортов IV периода сортосмены (20%). У остальных исследуемых сортов растения пострадали от зеленоглазки на 11,3 -16,3%. В целом следует отметить, что сильнее всего зеленоглазкой поражались сорта, имеющее больший диаметр верхнего междоузлия, в котором п развивалась личинка вредителя. Таковыми оказались сорта IV периода сортосмены (Родина, Симбирха). Сорта современной селекции были более устойчивыми к этому вредителю.

ВЫВОДЫ.

1. За 70-летний период (1930 —2000 гг.) возделывания яровой пшеницы в Центральном районе Нечерноземной зоны РФ произошло пять периодов сортосмены, В первый период (1930 — 1945) доминирующее место в производстве занимал сорт Лютесценс 62, во второй (1945 - 1960) -сорт Артемовка, в третий (1960 — 1975) - сорт Краснозерная, в четвертый (1975 — 1990) — сорта Московская 35, Родина и Симбирка, в пятый (1990 - 2000) - сорта Энита, Приокская и Лада, Сорта первых трех периодов были созданы методом индивидуального отбора из местных высокоадаптнвных сортов - популяций, а сорта четвертого и пятого периодов — методом сложной гибридизации яровых форм с озимыми и последующего индивидуального отбора.

2. За прошедший период урожайность яровой пшеницы за счет потенциала селекции возросла от 2,22 т/га (сорт Лютесценс 62) до 3,20 т/га (сорта Энита, Приокская, Лада) или на 44,1 %. Селекционный прирост урожайности за 70 -летний период в среднем составил 14 кг/га зерна или 0,6% в год, аза каждый период сортосмены-2,33 ц/га или 8,8%,

3. В процессе селекционного улучшения существенно повысилась отзывчивость сортов яровой пшеницы на условия возделывания. Экологическая пластичность сортов (коэффициент регрессии b¡) возросла от 0,60 (сорт Лютесценс 62) до 1,45 (сорта Энита, Приокская, Лада), что позволило повысить потенциал урожайности и ее стабильность при изменяющихся условиях возделывания. Однако сила влияния погодных условий года на уровень урожайности значительно превышает долю влияния генотипа сорта (73,3 % против 13,7 %). Доля влияния подкормок N34 в фазу кущения сильно варьировала (от 2,43 до 48,9 %) в зависимости от количества выпавших осадков.

4. Сорта разных периодов сортосмены существенно не различались по полевой всхожести, продуктивной кустистости и густоте продуктивного стеблестоя. Отмечена лишь тенденция к увеличению полевой выживаемости растений к уборке (от 58,2 % у сортов первого периода до 63,2 % у сортов пятого периода), а также коэффициента экологической пластичности b¡ по этому признаку (от 0,52 до 1,19). Установлено преобладающее влияние генотипа сорта на выживаемость растений к уборке (75,8 — 77,9 %) в сравнении с подкормками растений азотом (11,9-13,8%).

5. В результате произошедших сортосмен морфотип сортов яровой пшеницы неуклонно эволюционировал в сторону короткостебельности и повышения устойчивости к полеганию. За каждый период сортосмены высота растений снижалась в среднем на 1,67 см, а их устойчивость к полеганию повышалась на 0,48 балла. Методами селекции удалось снизить (от b¡ = 1,67 до b¡ = 0,84) реакцию сортов по высоте растений на изменяющиеся условия, что является важным свойством при интенсивном возделывании культуры. Однако по длине вегетационного периода просматривается тенденция в сторону позднеспелости (в сред-

нем на 0,5 дня за каждый период сортосмены), что является нежелательным для условий Центрального района.

6. В результате селекции произошло существенное преобразование слагаемых элементов продуктивности пшеничного колоса. Сорта пятого периода сортосмены (Энита, Приокская, Лада) в сравнении с сортом Лютесценс 62 положительно выделяются по числу зерен в колосе (в среднем на 7,2 зерна), массе 1000 зерен (па 3,5 г) и массе зерна с колоса (на 0,47 г). Селекционный вклад каждого периода сортосмены по этим признакам составил соответственно 2,32 шт., 1,60 г, и 0,13 г,

7. Селекционное улучшение сортов яровой пшеницы происходило в направлении неуклонного повышения их генетической отзывчивости на улучшение условий возделывания. По числу зерен в колосе коэффициент экологической пластичности b¡ увеличился с 0,17 до 1,18, по массе 1000 зерен - с 0,77 до 1,27, по массе зерна с колоса — от 0,24 до 1,18. Доля влияния азотных подкормок (N34) в фазу кущения на величину признаков продуктивности колоса была незначительной и варьировала от 0,2 до 11,1 % в зависимости от условий года. Доля генотипической дисперсии этих же признаков в общей фенотип ической была существенно выше (60,9 — 88,1 %), что указывает на возможность дальнейшего их изменения методами селекции с целью повышения потенциальной продуктивности колоса,

8. Ретроспективный анализ сортов не выявил положительного селекционного улучшения по показателям качества зерна. Содержание белка в зерне вследствие отрицательной корреляции с урожайностью имело тенденцию к снижению. То же самое относится и к содержанию сырой клейковины в зерне. С каждой последовательной сортосменой белковость зерна у новых сортов снижалась на 0,21 %, а содержание сырой клейковины — на 2,02 %.

9. Экспериментально показана возможность существенного улучшения качества зерна яровой пшеницы за счет азотных подкормок (NJ4) в фазу кущения. Сила влияния этого агроприема на уровень качества зерна стабильно превышала эффект генотипа сорта и варьировала в пределах 45,0 - 65,4 % по содержанию белка и 24,7 — 61,4 % по содержанию клейковины. Это указывает на возможность эффективного решения проблемы улучшения качества зерна путем селекции на высокую отзывчивость сортов к уровню азотного питания.

10.В процессе селекции произошел определенный сдвиг в сторону повышения устойчивости сортов к листовым болезням. Превосходство новых сортов Энита, Приокская и Лада по сравнению с сортом Лютесценс 62 в среднем составило: по устойчивости к бурой ржавчине 5,8 %, к мучнистой росе — 8,3 %, к корневым гнилям -3,5 %. Сходным образом зги сорта различались и по степени поражения зеленоглазкой. Однако селекция на устойчивость к шведской мухе оказалась проблематичной. Этим вредителем сорта четвертого и пятого периодов сортосмены поражались сильнее, чем сорта более ранней селекции.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ.

1. В селекционных программах по яровой пшенице следует шире использовать в качестве исходного материала для гибридизации сорта Артемовка, Московская 35, Родина, Симбирка, Энита и Лада, обладающие высоким потенциалом продуктивности и комплексом других хозяйственно — ценных признаков и свойств,

2. В целях повышения эффективности селекции яровой пшеницы па качество зерна целесообразно проводить целенаправленный отбор селекционного материала на высокую отзывчивость к повышенному уровню азотного питания.

3. В условиях Центрального района рекомендуется проводить масштабную оценку селекционного материала на устойчивость к шведской мухе, зеленоглазке и корневым тилям.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Ханаев Н,Я,, Павлова О.В. Некоторые результаты КСИ яровой пшеницы в Рязанском НИПТИ АПК в 1997 году. // Новые методы селекции и создание адаптивных сортов с/х культур: результаты и перспективы. Киров, 1998 г., с. 235-236. Шифр: 98-20187

2. Павлова О.В. Информационный листок; Сорт яровой пшеницы Лада.

3. Неттевич Э.Д., Давыдова Н.В., Павлова О.В., Шарахов А.А. О совершенствовании сортов яровой пшеницы, возделываемых в Центральном регионе России. // Журнал «Селекция и семеноводство», 2000 г, с.9 -14.

4. Сильянова А.Н., Барковская Т.А., Павлова О.В. Некоторые итоги и перспективы селекции яровой пшеницы. // Сборник юбилейных трудов Рязанского НШТШ АПК. Рязань, 2000 г., с. 75 - 77.

5. Давыдова Н.В., Неттевич Э. Д., Шарахов А.А., Чекморев П.А., Шарош-кина Е.Е., Шишкина Т.С., Витвицкая И.Г., Павлова О.В, Новые сорта яровой пшеницы селекции ГНУ НИИСХ ЦРНЗ Амир и МИС. !! Сорта, удобрения и защита растений в системе высокопродуктивных технологий возделывания зерновых культур (24 - 25 июня 2002 года), Москва, 2003г.,с. 237-238.

у, •• ^

.rv

ЗУ '

5 f

О

f

i, ■

■"Л... -

(

Усл. деч. л. 1,16

Ззх. 67

Иимельство MOXA 127550, Москва, ул. Тимирязевская, 44

Тир. 100 экз.