Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Селекционная ценность сортов озимой мягкой пшеницы США и Канады в условиях Северного Кавказа

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Селекционная ценность сортов озимой мягкой пшеницы США и Канады в условиях Северного Кавказа"

р г В ол

2 П МАП що,7

На правах рукописи

СЕРБИИ

Александр Андреевич

УДК 633.11 «324» (73), (71)

СЕЛЕКЦИОННАЯ ЦЕННОСТЬ СОРТОВ ОЗИМОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ США И КАНАДЫ В УСЛОВИЯХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

06.01.05 — селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 1997

Работа выполнена в отделе пшениц Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова и на Кубанской опытной станции ВИР в 1984—1987 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук

Официальные оппоненты: чл.-корр. РАСХН, доктор с.-х. паук, проф. Б. Н. Малиновский; доктор биол. наук, лауреат Государственной премии О. А. Никифоров.

Ведущее учреждение: Санкт-Петербургскнй Государственный аграрный университет.

Защита диссертации состоится « /0 » ¿.д^Ог: 4 1997 г. в IО часов на заседании Специализированного совета К 020.18.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте растениеводства им. Н. И. Вавилова по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института растениеводства им. Н. И. Вавилова.

Автореферат разослан « » Л- 4.¿-X_ 1997 г.

В. Новикова!

Ученый секретарь Диссертационного совета

В. А. Корнеев.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Основной задачей, стоящей перед селскцпоне-рами-пшепмчнпкамп, является создание новых высокопродуктивных сортов, обладающих комплексом ценных признаков, таких как скороспелость, устойчивость к абиотическим факторам среды, болезням, вредителям, полеганию, имеющих высокое содержание белка хорошего качества. Особое значение принадлежит исходному материалу, сосредоточенному в ВИРе, где наиболее полно представлено внутривидовое разнообразие рода Triticum L.

Географическое расположение и почвенно-климатические условия главных сельскохозяйственных зон США, производящих озимую пшеницу, н,\{,еют значительное сходство с климатическими условиями юга России - одного из основных ознмо-пшеничных регионов страны. На это сходство ученые США обратили свое внимание еще в конце XIX века, начав планомерную интродукцию староместных сортов озимой пшеницы из России. Революцию в производстве хлебного зерна и селекции произ- ' вела местная озимая пшеница Крымка из степных районов Причерноморья, известная в США под названием Turkey. Практически вся селекция сортов озимой мягкой пшеницы в этой стране базировалась на пшенице Turkey. В настоящее время в США почти нет коммерческих сортов ози-• мой пшеницы, которые бы не имели в своей родословной Turkey или ее производных. Эти сорта по всем параметрам значительно превосходят свою "прародительницу", снискав заслуженную известность во всем мире. .

Привлечение в селекционную работу лучших сортов и линий озимой мягкой пшеницы США и Канады может* сыграть немаловажную роль в создании скороспелых, зимостойких, высокоурожайных, устойчивых к болезням и вредителям, обладающих высокими технологическими и хлебопекарными качествами сортов пшеницы.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось выделение ценного исходного материала для селекции сортов озимой пшеницы в условиях Северного Кавказа на основе всестороннего изу^ння хозяйственно-биологических признаков образцов США и Канады из коллекции ВИР. Для ее выполнения были поставлены следующие задачи: 1. Провести комплексное изучение имеющегося (3 мировой коллек-, ции ВИР сортимента озимой мягкой пшеницы США и Канады в условиях Северного Кавказа с использованием полевых и лабораторных методов. . . -

2. Выделить источники ценных хозяйственно-биологических признаков: скороспелости, знмо-, морозостойкости, продуктивности, устойчивости к полеганию, болезням и вредителям, высокого качества зерна.

3. Проанализировать корреляционные связи между признаками у образцов озимой мягкой пшеницы североамериканской гибридной.группы для характеристики ценности представленной коллекции в целом и выделения полезных.й селекционном отношении сочетаний признаков

1 (пучили новизна работы. В процессе полевого и лабораторного изучения сортов и линий озимой мягкой пшеницы США и Канады в условиях Северного Кавказа (Краснодарский край) впервые выявлена благоприятная тенденция сочетания скороспелости и зимостойкости. Установлено значительное генетическое разнообразие сортов по устойчивости к бурой ржавчине: Определены с помощью метода математического моделирования (Разоренов Г.И^ 1979) признаки, детерминирующие продуктивность изученных образцов в условиях Кубани, вычислены абсолютные-значения "силы" и "направления" влияния этих признаков.

П|шк I ическаи ценность данной работы состоит в том, что в резуль-т цте проведенных исследований выделен новый исходный материал, обладающий как отдельными ценными хозяйственно-биологическими признаками (скороспелость, продуктивность, зимо- и морозостойкость, устойчивость к поражению болезнями и вредителями, высокое качество), так и их 'комплексом. Эш образцы были переданы в Северо-Кавказский НИИ фитопатологии, Северо-Донецкую ГОХОС НПО "Дон", Мироновский МНИ селекции п семеноводства пшеницы им. В.Н.Ремесло, Всесоюзный селекийонно-генегпческнй институт (ныне Украинский селекционном енет нческнн и петиту г) для .включении в селекционные программы.

Проведена идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине у изучаемых образцов коллекции озимой пшеницы США и Канады. Выявлены высокоусюйчпвые к бурой ржавчине образцы с эффективными генами.

Лщюоицтцшшы! Материалы диссертации доложены на научно-производственном совещании в отделе пшениц ВИР, научно-теоретической конференции аспирантов и молодых ученых ВИР (г.Ленинград, 1986 I.), Всесоюшом семинаре но озимой пшенице (Кубанская опытная станция ВИР}. 1987 I.), па заседании Ученою совет Кубанской,опытной станции В1 П\ 19Н6 г.). По маюриалам диссертации прочитаны лекции слушателям Курсов повышения квалификации работников сельского хозяйства ' ВАСХППЛ (Ленинград, 19К9| .).

По результатам диссертации опубликовано 9 работ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 155 страницах машинописного текста, состоит из введения, трех глав, выводов, практических рекомендаций, списка использованной литературы (... наименований, в т.ч. ... на иностранном языке) и приложения, содержит 23 таблицы, 12 рисунков и 6 приложений. •

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Экспериментальная часть работы выполнена на полях Кубанской опытной станции ВИР в 1984-1987 гг.

Метеорологические условия за годы проведения исследований различались по количеству и распределению выпавших осадков, температурному режиму, что дало возможность всесторонне оценить образцы пшениц по основным хозяйственно полезным признакам.

Жесткие условия 1984/85 г. дали возможность провести сравнительную оценку образцов по зимо-морозостойкости, устойчивости к болезням, скороспелости, продуктивности. В 1985/86 г. весенняя вегетация, налив зерна и созревание пшеницы проходили в условиях сухого, с большим количеством суховеев лета. Лето 1986/87 г. отличалось большим ко-■ личеством выпавших осадков и несколько пониженными температурами воздуха. .

Исходным материалом служила коллекция озимой мягкой пшеницы США и Канады, которая включает в себя сорта, получившие широкую известность и распространение в производстве в этих странах в разные годы, а также новые коммерческие сорта мало известные в нашей стране и целый ряд селекционных линий и сор1Ьв, не имевших значительного коммерческого использования, но широко включавшихся в селекционные программы и отличающиеся ценными признаками и свойствами (зимостойкость, устойчивость к болезням, вредителям и т.д.). Всего в изучении находилось - 605 образцов в 1984/85г., 526 - в 1985/86 г. и - 155 образцов в 1986/87 г. В качестве стандарта использовали югославский сорт озимой пшеницы Партизанка (к-51558), районированный в Краснодарском крае с 1983 г. Коллекционный питомник образцов высевали в одной повторности, контрольный питомник первого года, высевался в трехкратной повторности, контрольный питомник второго года - в четырехкратной. Стандарт размешали через 10 Номеров.. Фенологические наблюдения, учеты и анализы проводили согласно "Методическим указанием . - ■'.

ям по изучению коллекции пшеницы" (ВИР,1984) и "Международному классификатору СЭВ рода Triticum L." (ВИР, 1984).

Морозостойкость определяли в лаборатории массовой оценки с.-х. культур ВИР методом прямого промораживания растений в посевных ящиках в фазе кущения (Методические указания ВИР, 1973). Методом экспресс-диагностики при двух дифференцирующих температурах определяли морозоустойчивость растений на раннем этапе онтогенеза в фазе проростков (Методические указания ВИР, 1971).

Изучение устойчивости пшеницы к бурой ржавчине и идентификацию генов устойчивости у образцов коллекции проводили в лаборатории иммунитета ВИЗР в фазе проростков (первый развернутый лист) на растворе бензимидазола по методике Л.А.Михайловой, К.В.Квитко (1970). Для идентификации гена Lr23 использовали метод сравнительного анализа реакций растений пшеницы на инокуляцию популяцией патогена и клоном, маркированным "редкой" вирулентностью к линии Thatcher Lr23.

Устойчивость к снежной плесени определяли в отделе агрометеорологии ВИР с использованием лабораторно-вегетационного метода (Корнеев, Чадаева, 1985).

Биохимическая и технологическая оценка зерна проведена в Пушкинских лабораториях ВИР по общепринятым методикам.

Математическую обработку полученных данных выполнили на ПЭВМ, в;соответствии с методами вариационной статистики (Доспехов, 1985), степень и силу влияния признаков на продуктивность провели в отделе АИС ВИР с помощью метода математического моделирования, разработанного Г.И.Разореновым (1979). „

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Продолжительность вегетационного периода. В условиях Краснодарскою край главной компонентой, определяющей скороспелость образца яншстся период всходы-колошение, что подтверждается результатами корреляционного анализа. Коэффициент корреляции (г) между периодами "всходы-колошение" - "всходы-созревание" был равен +0.78, а между периодами "колошение-созревание" - "всходы-созревание" +0.08 (данные коэффициен т корреляции достоверны при уровне значимости ¿0.001).

Средняя продолжительность периода всходы-колошение в 198$ году обра ню» .тучаемоп коллекции составляла в 1985 и 1987 годах - 218 дней (стандарт - 214 и 217 дней соответственно), а в 1986 г. она сократилась до 215.5 дней (у стандарта -215).

В наших исследованиях одновременно или раньше стандарта в 1985 г. выколашивались 28.7% образцов, в 1986 - 50.1%, в 1987 году - 53.9% образцов коллекции. В среднем за три года изучения выколашивалось 83 сорта и созревало 134 сорта раньше стандарта.

Проведенные исследования позволили выделить четыре группы спелости: '

I - ультраскороспелые - выколашиваются на 7 и более дней раньше

стандарта,

II - скороспелые - выколашиваются на 4-6 дней раньше стандарта, Ш - среднеспелые - выколашиваются одновременно со стандартом, IV - позднеспелые - выколашиваются на 4 и более дней позже стан-_ дарта.

. Сухая, жаркая погода, с большим количеством суховеев летом 1986 г. нивелировали различия в сроках созревания у образцов коллекции, сократив вегетационный период. Продуктивность позднеспелых сортов была снижена влиянием жестких климатических условий и только образцы с коротким периодом всходы-колошеиие "ушли" от воздействия засухи и сформировали колос с хорошим, выполненным зерном. Весомую роль в формировании высокого урожая в этих условиях играл признак раннего колошения.

В связи с этим, особый интерес представляет исследование изменчивости продолжительности периода всходы-колошение по годам у образцов, которые выколосились раньше стандарта в 1986 г. (I и II группы спелости). Для этого мы проанализировали распределение этих образцов по группам спелости в два других года, приняв их число за 100 %. Оказалось, что в I и И группы спелости в 1985 году попал 71% из них, а в 1987 - 87%. Остальные образцы в эти годы распределились по другим группам спелости (рис. 1).

•Таким образом, значительное количество образцов коллекции США и Канады сохраняют свою скороспелость независимо от изменения климатических условий, складывающихся в. летний период. Это говорит о том, что этот признак у них детерминируется генетически.

В результате исследований нами были выделены источники скороспелости, обладающие комплексом ценных признаков: ТХ 7IA937, ТХ 7-1А 946, Exile, Cheney, ТАМ 106, Arthur 6, СО 725049, СО 725052, СО 725055, СО 725061, Abe, Benhur, Pronto, Arthur, Early Triumph, Triumph.' ' Зимостойкость. Одним из основных признаков зимостойкости является устойчивость растений к низким температурам в зимний и ранне-весенний периоды. Уровень морозостойкости сортов озимой пшеницы зависит от очень большого числа факторов: темной прохождения фаз iava-

лпвания, продолжительности яровизации, интенсивности дыхания, содержания в тканях Сахаров, глубины залегания узла кущения и др.

Рис. I. Влияние погодных условий на ч род q// ж н тел ь н о ель периода всхо-: ;ды'-колошеиие

Зима ! 984/85 гг. отличалась крайне неблагоприятными погодными условиями. Продолжительное воздействие низких температур (до -26°С на поверхности почвы), чередующееся с оттепелями, отсутствие снежного покрова или незначительная его толщина, позволили нам четко дифференцировав ь изучаемые образны rio зимостойкости

Нами было выделено более 200 сортов с высокой степенью перезимовки (более 90"/,, перезимовавших растении). Среди них Arthur 71, üenluir, Rilley 67, Guide, LaPorie, CO 72506!, TX 7IA 946, Vona, Lamed, Roland (CUJA), Dawbull, Richmond, Frederick (Канада) и целый ряд дру-iiix copiilB Северо-Американекой гибридной группы. Основное количество их óili.io индано в iinaiax Вашнштон, Орегон, Колорадо, Небраска, Канзас, Оклахома, Техас, Индиана, Огайо.

При изучении морозоеюнкосш с использованием лабораторных мешдои к одной и юй же высокой группе устойчивости в фазе пророст-

8

ков и раскустившихся растений относились сорта США - lohardi, Wakeland, Avon, Doublecrop, Purdue 6693, Sut/12995 и Канады - Dawsons Golden Chaff, Kharkow 22 MC, Richmond, Davvbul.

Высокой зимо-, морозостойкостью отличаются, в основном, старые коммерческие сорта США, такие как Blackhawk, Firefield, lohardi, Omacha, Bolal, Ruler и др., и Канады - Красная, Beauty, Канадская, Местная, Kharkow 22МС.

Корреляционная связь между зимостойкостью и продуктивностью с единицы площади в наших опытах отсутствовала (г=0.02). Это говорит о возможности удачного объединения в одном сорте таких сложных признаков. Доказательством этому служит достаточное число высокопродуктивных, имеющих высокий процент перезимовки в поле (более 90 %) сортов. Лучшие из них - Frederick (Канада), СО 725052, СО 725055, СО 725049,- Montana, ТХ 71А 937, Cheney, Exile (США).

Селекционеры обращают особое внимание на сорта, сочетающие высокий уровень зимостойкости и оптимальную высоту растений, а также - зимостойкость и скороспелость. Разделив изучаемую коллекцию по зимостойкости на две группы (1 - зимостойкость >90%, 2 - зимостойкость <90%), мы сравнили их по высоте растений и скороспелости. Оказалось, что образцы этих групп имеют достоверные отличия по анализи-. руемым признакам.

Высокую зимостойкость в сочетании с оптимальной для данной зоны высотой (до 100 см) в среднем за три года изучения имел 51 образец, в т.ч. WA 6069, Сложный гибрид (к-55285), ТАМ-106, VHO 74315, Caprock, ТХ 71А 937, Daws, ТХ 71А 946, ТХ 71А 562-6, СО 725082.

Коэффициент корреляции (г) между признаками "зимостойкость" и "высота растений" составил +0.35, а между зимостойкостью и продолжительностью периодов всходы-колошение, всходы-созревание был равен —0.44 и —0.49 соответственно (уровень значимости <0.001); между зимостойкостью и длиной периода колошение-созревание--0.12. Теоретическая линия регрессии, описывающая функциональную зависимость между зимостойкостью и высотой растения представлена; в виде гиперболы, между зимостойкостью и периодами всходы-колошение, всходы-созревание - в виде прямых (рис. 2).

Установленная нами обратная взаимосвязь между зимостойкостью, и скороспелостью у образцов коллекции США - результат многолетней работы селекционеров, направленной на объединение этих признаков в одном сорте. Повышенная зимостойкость скороспелых сортов

Высота растений, см

по сравнению с позднеспелыми объясняется, видимо, тем, что, благодаря своей скороспелости, растения более активно проходят стадии яровизации и закаливания и накапливают за осенний период большее количество Сахаров в тканях, чем позднеспелые сорта за этот же промежуток времени, что положительно влияет на зимостойкость.

Устойчивость к полегаишо н высота растений. Большим препятствием к получению высоких урожаев озимой пшеницы является полегание, которое наносит значительный ущерб сельскохозяйственному производству.

Наблюдалась средняя отрицательная корреляция между высотой растений и •устойчивостью" к полеганию (г= —0.53, уровень значимости <0.001). Среди изученных нами сортов и линий высоту до 85 см имели 34 образца. Однако, несмотря на невысокую соломину, некоторые из них были слабо устойчивы к полеганию. Очень высокую (балл 9) и высокую ^ (балл 7) устойчивость к полеганию показали 33 и 50 образцов соответственно.

Ценным исходным материалом для селекции могут стать образцы, сочетающие высокую устойчивость к полеганию с высокой продуктивностью. Это сорта Exile, ТХ 71А 946, ТХ 71А 937, СО 725049, Montana, Сложные гибриды (кк-56055, 56071) .

Устойчивость к болезням н вредителям. В Соединенных Штатах Америки за десятилетний период - с 1960 по 1970 г. ежегодные потерн зерна от вредных насекомых и патогенов составляли 14 %. В нашей стране, в различных зонах, возделывающих пшеницу, в зависимости от агроклиматических условий, потери урожая составляют 5-20, а иногда и 30 %. Эпифитотии бурой ржавчины значительных размеров случаются в США раз в 2-3 года, с такой же частотой наблюдаются эпифитотии этого патогена на Кубани.

Известно, что на территории нашей страны эффективны 4 гена устойчивости к бурой ржавчины пшеницы (Lr9, Lrl9, Lr23, Lr24), действующие в ювенильной фазе и один ген (Lr 13) - в фазе взрослых растений, а также выделенные В.И.Кривченко, И.Г.Одпнцовоп и Н.А.Макаровой (1990) гены Lrxl, Lrx 3, Lrx 4.

Во избежание одновременного и повсеместного поражения сортов патогеном, они должны обладать различной генетической основой устойчивости. В связи с этим, большое значение имеет поиск исходного материала, иммунитет которого контролируется эффективными генами, И, в первую очередь, неидентичными довольно популярному в настоящее

время гену Lr23, который в некоторых регионах уже теряет свою эффективность (по данным Одинцовой, Макаровой, Лебедевой др., 1990).

В результате полевой оценки высокоустойчивымн оказались 60 сортов и гибридов США (балл 9), а из канадских - лишь одни сорт Frederick.

Используя лабораторный метод оценки устойчивости проростков к краснодарской популяции бурой ржавчины и клону, вирулентному к гену Lr23, мы выделили образцы, устойчивость к бурой ржавчине которых вероятно контролируется этим геном. Также был выделен ряд образцов, возможно имеющих эффективный ген (гены) устойчивости неидентичный Lr23, и образцы, обладающие по нашему мнению, геном (генами) устойчивости взрослых растений к бурой ржавчине (табл. 1).

Данные корреляционного анализа показали наличие слабой положительной зависимости между устойчивостью к бурой ржавчине и такими признаками как: длина периода колошение-созревание (г=+0.31), устойчивость к мучнистой росе (г=+0.35), масса зерна с колоса (г=+0.33), масса зерна с единицы площади (г=+0.32), и масса 1000 зерен (г=+0.41).

Устойчивость к мучнистой росе. Мучнистая роса проявлялась во все годы исследований, но большее распространение болезнь имела в 1986 и 1987 гг. Стандарт в эти годы поражался в средней степени (балл 5). Среди образцов коллекции США устойчивыми (балл 7-9) оказались 43 сорта, в том числе высокоустойчивыми (балл 9) были: McNair 1813, Vel, McNair, Oasis, Dojiblecrop. Из коллекции канадских образцов лишь Frederick не поражался мучнистой росой (балл 9), остальные имели устойчивость на уровне 3-5 баллов, Эти сорта можно рекомендовать как источники комплексной устойчивости к болезням.

Устойчивость к снежной плесени. Зимние условия на Кубани характеризуются как неблагоприятные для развития снежной плесени, однако, мы сочли'необходимым провести оценку некоторых зимостойких образцов коллекции США и Канады, на устойчивость к снежной плесени. Устойчивых среди них не оказалось. Среднеустончивыми (балл 5) были сорта Purdue 587-1-1-51, Arthur 6, Downy, Scoutland,NE701134, Ionia.

Устойчивость к злаковым тлям. Одними из наиболее опасных и широко распространенных вредителей терновых являются злаковые тли. В CUJA ;тля на пшенице встречаются повсеместно, однако наибольший ущерб онм наносит посевам в штатах Техас, Оклахома tí Канзас.

В 1986 гиду на Кубанской опытной станции на посевах озимой ншсшщы была отмечена значительная эпизоотия злаковых тлей.

Таблица 1

Источники устойчивости к бурой ржавчине ___(КОС ВИР, 1985-1987 гг.)

№ ГТО каталогу BMP Сорт (Происхождение) Устойчивость к бурой ржавчине Ген

полевая оценка,. балл лабораторная оценка, тип реакции

Краснодарская популяция патогена Клон 23-1

4825Ü Caprock 9 2 4 Lr23

48256 Pennpll 9 2 4 Lr23

48266 Palo Duro (Канзас) 9 2-3 2-3 Lr23

48275 Yukon (Канзас) 9 2 . 4 Lr23

51822 Lancota (Небраска) 9 2 4 Lr23

55248 Hol ley 9 0-1 4 Lr23

56076 Сложный гибрид (Орегон) 9 1 4 Lr23

56081 Сложный гибрид (Орегон) 9 0 4 " Lr23

56083 Сложный гибрид (Орегон) 9 0 4 Lr23

56889 Cheney 9 2 4 I.r23

57338 Purdue 57-52 AiP2 (Индиана) 9 2 3 Lr23

45307 Wesel (Оклахома) 7 0-1 0 **

45312 Pro 7 2 2

45313 Caddo (Техас) 7 1 1-2 **

48255 Danne (Оклахома) ,-> 7 1-2 1-2

49853 Goldenchief (Канзас) 7 2 2 **

51226 Kansas 62217 (Канзас) 8 0 0 **

51793 Kiiwin (Канзас) 7 0 0

51845 447-4 (Юж. Дакота) 7 2 0 **

51850 СО 725052 (Колорадо) 8 ■ 2 0 **

51851 СО 725055 (Колорадо) 9 0 0 **

55085 Parker 5 7 0 0 **

55204 TAM-W-I01 (Техас) 7 2 2

56056 Сложный гибрид (Орегон) 9 0 0

56077 Сложный гибрид (Орегон) 9 0 0 *•

56883 Exile (Оклахома) „ 7 2 2-3 •

56885 ТАМ-106 (Техас) 9 0 0

56890 ТХ71А 946 (Техас) 7 2 2 *♦

56891 TX 71А 562-6 (Техас) 7 2 1

56993 Сложный гибрид (Орегон) 9 0 2

57652 Lamed (Канзас) 9 0 0 ♦ ♦

49859 Frederick , 9 0 0

44394 Crockett (Техас) ' 7 4 4 *

45081 Aztec (Небраска) 7 3 4 »

48232 Benhur (Индиана) 8 3 4 *

48273 Winoka (Юж. Дакота) 7 4 4 *

48274 Chanute 7 4 3 •

48677 "Si 7 4 4 *

51792 Tecumseh (Мичиган) 7 3 3 •

51817 Sentinel 7 4 4 *

51827 Buckskin (Небраска) 7 4 4 *

56068 Сложный гибрид (Орегон) • 8 3 4 »

56094 Kruse (Монгаиа) 7 3 4 •

** BimiO/tho IIMcVlCÍ эффскшвш.ш ich Оспы) \cioiWiibociii IKILICIIIIHHMÍI i ciin tr 23 * BcWOAIIO II4CCICI Uli (IVIII.I) \CIOihlHBOCIH BlpOC.II.IX pacictniii

Результаты наблюдений показали, что около '30% образцов коллекции имели слабое поражение тлей (балл 1), остальные - среднюю и сильную степень поражения (балл 2-3). На образце STVV 648966 тли обнаружено не было (балл 0).' Стандарт поражался в средней степени. В слабой степени повреждаются тлями сорта Downy, Knox, Improved Triumph, ТАМ 106, Pronto, TX 71A 946, Benhur, Doublecrop, Me Nair, Me Nair 1813, Oasis. Arthur 71, Me Nair 701, Cheney, CO 725055, Frederick.

Элементы структуры урожая и продуктивность. Урожай зерна является ведущим критерием оценки эффективности любой селекционной программы.-Селекция на увеличение продуктивности сопряжена с определенными трудностями в связи с комплексностью этого признака.

Число продуктивных стеблей на 1 м2. В наших опытах за годы изучения число продуктивных стеблей (ЧПС) варьировало от 205 до 1050 стеблей/м2, имея среднее значение 638 стеблей/м2.

ЧПС у образцов коллекции США и Канады имело четко выраженную положительную корреляцию с урожаем зерна с 1м2 во влажном 1987 году (г=0.53*) и слабую положительную зависимость (r=0. i 7 и 0.1 соответственно) в годы с меньшим количеством осадков (1985 и 1986 гг.).

Высокое число продуктивных стеблей на 1м2 показали сорта Arthur, Khapli х Ch8, Bronze, CO 725049, CO 725055, CO 725061, Сложный гибрид (к-56080), Сложный гибрид (к-56081), Exile, TX 71А 937, Downy. NB 69566, PI 178383.

Масса зерна с главного колоса. Корреляционный анализ показал, что у образцов коллекции между урожаем зерна и массой зернах главного колоса наблюдается положительная зависимость от слабой (г=0.36*) в 1987 г. до средней (г=0.65*) в 1986 г. В среднем за три года коэффициент корреляции был равен +0.61*. Масса зерна с колоса у образцов коллекции колебалась по годам от 0.6 г. до 1.1 г. и составила в среднем 0.8 г. По этому показателю выделились сорта Chancellor, Jeff, 447-4, Montana, Frederick и ряд сложных гибридов (кк-55968, 56061, 56078, 5608', 56089, 56988, 56991,- 56994, 56999). °

Масса 1000 зерен в наших опытах колебалась от 12.8 до 44.2 г. и в среднем за три года составила 27,9 г. Среди образцрв коллекции по это чу признаку выделились Triumph, LaPorte, Early Triumph, Improved Triumph, Arthur 71, Cheney, Purdue 57-52-AiP2, Larned, Abe, McNair 701, Doublecrop, Be.au, Purdue 67129, Frederick (Канада).

Поданным П.П.Лукьяненко (1932) в условиях Краснодарского края корреляционная связь между урожаем и массой 1000 зерен наблюдается

* Уровсш. ЗНЯ'ШМОСШ (1.001

теряется. По нашим данным коэффициенты корреляции между этими признаками в засушливых 1985 и 1986 гг..составляли +0.45 и +0.55. соответственно и +0.66 во влажном 1987 году, имея среднее значение за годы изучения +0.62. Нами отмечена слабая положительная связь между крупностью зерна и продолжительностью периода колошение-созревапие (г= +0.37 в 1985 г., +0.28 в 1986 г.). Не обнаружена зависимость между массой 1000 зерен и числом продуктивных стеблей на 1 м2 . Отсутствие корреляции Говорит о возможности ведения селекции в этой зоне по обоим признакам, что может существенно повысить урожайность новых сортов пшеницы.

Масса зерна с единицы площади. При изучении коллекции образцов США и Канады было установлено значительное варьирование по массе зерна с 1 м2. В среднем за три года изучения высокую продуктивность среди образцов коллекции показали такие сорта, как Me Nair 701, 447-4, СО 725049, СО 725052, СО 725055, СО 725061, Montana, Holley, Coker 61-19, Exile, ТХ 71А Сложный гибрид (к-56994), Roland (США) и Frederick (Канада). -,

Метод математического моделирования (Разоренов, 1979) помогает количественно оценить влияние всего комплекса хозяйственно ценных признаков на урожаи, ранжировать признаки по степени их влияния, сделать количественный анализ этого влияния, определить его величину н направление (табл. 2).

Использование этого метода позволило установить признаки, определяющие урожаи в различные годы изучения. В 1985 г. такими признаками были: длина периода вс^оды-созревание (степень влияния = — 0.6843), длина периода колошение-созревание (+0.4940), устойчивость к бурой ржавчине (+0.4689), высота растении (+0.1920) и устойчивость к мучнистой росе (+0.1760). В 1986 и 1987 годах ведущими признаками в формировании урожая становятся элементы продуктивности: масса зерна с колоса (степень влияния'= +0.898 в 1986г. и +0.5954 в 1987 г.) и число продуктивных стеблей на 1 мг (+0.3949 к +0.7859 в 1986 и 1987 гг. соответственно).

Биохимические и технологические свойства. Погодные условия довольно значительно влияли на накопление белка в зерне. Содержание белка в 1985 г. у сортов США и Канады составляло 14,2%, (пределы колебания 11,9 - 16,9%), в 1986 г. - 15,6% (11,8 - 18,4%). в 1987 г. - 16,0% (14.0 -18,1%).

Набухаемость муки в уксусной кислоте - комплексный показатель, характеризующий и качество п количество клейковиниых белков. К пер-

спективным относятся сорта с показателем седиментации.выше 50 мл. Их в коллекции американских и канадских сортов насчитывалось: в 1985 г. -119 и 7 соответственно, в 1986 - 191 и 3, в 1987 - 57 и 2.

Таблица 2

Степень влияния хозяйственно ценных признаков на продуктивность сортов коллекции США и Канады (КОС ВИР 1985-1987 гг.)

Признаки, определяющие урожай Степень влияния1

1985

Продолжительность периода всходы-созревание —0.6843

Продолжительность периода колошение-созреван'ие 0.4940

Устойчивость к бурой ржавчине . 0.4689

Высота растении 0.1920

Устойчивость к мучнистой росе 0.1760

198«

Масса зерна с колоса 0.8980

Число продуктивных стеблей на 1 м2 0.3949

Продолжительность периода всходы-колошение —0.1510

1987

Число продуктивных стеблей на 1 м2 0.7859

Масса зерна с колоса 0.5954

Устойчивость к мучнистой росе 0.1180

1 Абсолютная величина степени влияния близкая к единице говорит о значительном влиянии признака на урожай, близость этого показателя к нулю свидетельствует об отсутствии влияния.

Источниками высокого содержания белка и набухаемост?. муки в уксусной кислоте кроме известных сортов старой селекции - Oregon, Quanah, Ponca, Rodeo, Caddo, NB 61983, Pro, Early Triumpf, Crest, являются и образцы нового поступления NB 69566, NE 701134 и ряд сложных гибридов из Орегона (кк- 56099, 56100, 56988, 56989, 56990, 56996).

Лучшими по устойчивости теста к замесу были сорта и линии Caprock, Satanta, Froid, Yukon, Goidenchief, Flex, CO 725049, ÍA%W-101, Cheney, Канадская (к-9469), Cheyenne x T.timopheevii.

Высокий показатель "силы" муки имели 20 сортов из коллекции США, в т.ч. Kiowa, Columbia, Rodeo, Crest, Yukoh, Goldenchief, Bron2e, CO 725052, Cheney, Сложный гибрид (к-56078). Канадских же сортов со стабильно высокой "силой" муки выделено не было. "

Важнымйпризнаками качества зерна являются объем хлеба и ОХО (общая хлебопекарная оценка). По Классификатору технологических свойств ВИР сильные пшеницы характеризуются объемом хлеба >500 мл и ОХО > 3.9 балла. Такие показатели в наших исследованиях имели

сорта: Froid, Crest, Kiowa, Quanah, Bison, Ponca, Columbia, Rodeo, Caprock, Satanta, Yukon, Goldenchief, Flex, 447-4, CO 725052, CO 725055, TAM-W-101, HR 915 A, TAM-106, Cheney (США), Lethbridge 1327 (Канада).

По комплексу технологических .свойств лучшими оказались: Ропса, Quanah, Columbia, Bronze, Caprock, Cheney, Yukon, Goldencheif и другие (США), Frederick и Lethbridge 1327 (Канада).

В результате исследований выделены образцы с комплексом хозяйственно ценных признаков, которые представляют наибольший интерес при создании сортов озимой мягкой пшеницы в условиях Северного Кавказа: СО 725049, СО 725052, СО 725055, СО 725061, Exile, ТАМ 106, Cheney, ТХ 71А 946, ТХ 71А 937, Сложный гибрид (к-57333), Daws, Lamed (США), Frederick (Канада).

ВЫВОДЫ

1. Генетические, ресурсы'озимой мягкой пшеницы США и Канады представлены широким разнообразием сортов и линий, включающим ценный исходный материал для селекции по всем основным биологическим и хозяйственным признакам.

2. В условиях Кубани основным межфазным периодом, определяющим скороспелость образца, является период всходы-колошение: коэффициент корреляции его с общей продолжительностью вегетационного периода у пшениц США и Канады составляет +0.78. Период колошение-созревание практически не влиял на общий уровень скороспелости (г=+0.08). Около 40% изученных образцов имеют короткий период всходы-колошение. Лучшими по этому признаку были ТХ 71А 946, ТХ 71А 937, Improved Triumph, Triumph, Knox, Doublecrop, выколашивавшиеся на 6-8 дней раньше стандарта Партизанка.

3. Изученная коллекция включает разнообразные генетические источники устойчивости к .-бурой ржавчине. Сорта Caprock, Pennoll, Palo Duro, Yukon, Lancota, Holley, Cheney, Purdue 57-52 A1P2 и др., несут ген " Lr 23. Особую ценность представляют сорта и линии, защищенные от поражения бурой ржавчиной эффективным геном (генами), неидентичным гену Lr 23 - Lamed, Parker 5, 447-4, Kirwin Wesel, CO 725055, Frederick и др. Сорта Crockett, Aztec, COR 63-105, Benhur, Winoca, Chanute, Tecum-seh, Sentinel, Buckskin, Kruse обладают возрастной устойчивостью к бурой ржавчине.

4. Образцы коллекции, имевшие высокую степень перезимовки (> 90";,), были достоверно более высокорослыми и скороспелыми чем образцы с низкой степенью перезимовки (<90%). Обнаружена средняя огрн-

цательная линейная зависимость зимостойкости с продолжительностью периодов всходы-колошение (г= —0.44) и всходы-созревание (г= —0.49)

5. Метод математического моделирования, разработанный Г.И.Разореновым (ВИР), позволил количественно оценить влияние всего комплекса хозяйственно ценных признаков На урожай. В условиях Северного Кавказа у образцов озимой пшеницы США и Канады в год, характеризующийся комплексом неблагоприятных погодных условий, определяющими общую продуктивность признаками были: длина периода всходы-созревание (степень влияния = —0.6843), продолжительность периода кодошение-созревание (+0.4940), устойчивость к бурой ржавчине (+0.4689), высота растений (+0.1920) и устойчивость к мучнистой росе (+0.1760). В менее жестких условиях вегетации наиболее значительными по своему влиянию оказались признаки: масса зерна с колоса (+0.898 в 1986г. и +0.5954 в 1987 г.) и число продуктивных стеблей на. 1 м2 (+0.3949 и +0.7859 соответственно):

6. Не выявлена зависимость между массой 1000 зерен и числом продуктивных стеблей на 1 м2, что дает возможность объединения этих признаков в одном сорте.

7. Корреляционный анализ выявил слабую взаимосвязь между зимостойкостью и высотой растений (+0.35), а также между устойчивостью к бурой ржавчине и такими признаками, как длина периода колошение-созревание (+0.31), устойчивость к мучнистой росе (+0.35), масса зерна с колоса (+0.33), масса зерна с единицы площади (+0.32), масса 1000 зерен. Не выявлена корреляция между зимостойкостью и продуктивностью у изучаемых образцов.

8. Независимо от погодных особенностей всех лет изучения у пшениц США и Канады проявлялась средняя положительная связь урожая зерна с массой 1000 зерен (+0.62) и массой зерна с главного колоса (+0.61).

9. Число продуктивных стеблей на единицу площади оказьнало положительное влияние на продуктивность (г=+0.53) во влажные годы VI не влияло на этот признак в засушливые годы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 1.Для создания сортов наиболее полно отвечающих требованиям сельскохозяйственного производства в условиях Северного Кавказа, а также в других зонах большое значение для селекции представляют образцы, сочетающие комплекс ценных признаков:

• Daws, TX 7IA 946, TX 71А937, ТАМ 106, Lamed, Cheney, Exile, Сложный гибрид (к-56988), СО 725049, СО 725052, СО 725055, СО 725061, Ponca, Doublecrop, Benhur, Caprock, Bronze, Frederick,

а также источники:

• скороспелости - Abe, Arthur, Arthur 6, Pronto, Triumph, Early Triumph;

• высокой зимостойкости - старые коммерческие сорта и линии: Blackhawk, Arthur 71, Avon, Bolal, Dawbull, Guide, lohardi, LaPorte, Rilley 67, W-504, Warrior (США), Канадская, Красная, Местная, KsDiFi, Kent, Kharkov 22 MC, Minter, Richmond, из Канады и образцы новой селекции, сравнительно недавно поступившие в ВИР NB 68510, Vona из США;

• высокой устойчивости к бурой ржавчине - 447-4, Aztec, Buckskin, Chanute, COR 63-105, Crockett, Kirwin, Kruse, Parker 5, Sentinel, Tecumseh, Wesel, Winoca, и др.;

• высокой устойчивости к мучнистой росе - McNair 1813, McNair, Oasis, Vel;

• высокой устойчивости к тле - STW 648966;

• высокого числа продуктивных стеблей на 1м2 - Сложные гибриды (кк -56080, 56081), Downy, Khapli х Ch8, NB 69566, PI 178383 и др.;

• высокой массы зерна с колоса - Сложные гибриды (кк -55968, 56061, 56078, 56084, 56089, 56991, 56994, 56999), Jeff, Montana, Chancellor, и др.;

• высокой массы 1000 зерен - Arthur 71, Beau, Doublecrop, Improved Triumph, Мс Nair 70l>, Purdue 67129;

• высокой массы зерна с единицы площади - Roland, TX 71А 937, СО 725049, СО 725052, СО 725055, СО 725061, Coker 61-19, Exile, Сложный гибрид (к-56994), 447-4, Holley, Мс Nair 701, Montana, Frederick (Канада);

• высокого содержания белка и набухаемости муки в уксусной кислоте - Сложные гибриды из Орегона-(кк- 56099, 56100, 56988, 56989, 56990, 56996), Caddo, Crest, NB 69566, NB 61983, NE 701134, Oregon, Pro, Rodeo;

• комплекса высоких технологической свойств - Columbia, Quanah, Yukon, Goldencheif (США), Lethbridge 1327, Frederick(Kai^a).

2. Для селекции на устойчивость к бурой ржавчине предлагаем использовать сорта, которые обладают эффективными генами, неидентичными Lr 23: Larned, Chinofuz, SD 69-103, Wings, Stacyt Olatz, (США), Favor, Frederick (Канада) и др. (табл. 1).

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Новикова М.В., Алексеева E.H., Сербии A.A. Сортовые ресурсы озимой пшеницы США, как исходный материал для селекцин.//Научно-технический бюллетень ВИР.- Вып. 164.-Л., I986.-C. 40-43.

2. Сербии A.A. Лабораторно-полевая оценка образцов озимой пшеницы США на зимо- и морозостойкость//Научно-технический бюллетень ВИР, Вып.165, Л.,1987.-С. 4-6.

3. Новикова М.В., Градчанинова О.Д., Ахмедов А.Ш., Корнейчук

B.А., Сербии A.A., Рябцев П.П., Космачев В.М., Михайлова Л.А. Исходный матерел для селекции в орошаемой зоне Северного Кавка-за.//Перечень образцов мировой коллекции озимой мягкой пшеницы.-Л.-1987.-130 с.

4: Новикова М.В., Градчанинова О.Д., Михайлова Л.А., Ахмедов

A.Ш., Сербии A.A. Результаты изучения коллекции озимой мягкой пшеницы в условиях. Южного Дагестана на орошении//Сборник научных трудов по прикладной ботанике, генетике и селекции. T.l 11, Л.,1987,-

C.8-13.

• 5. Сербии A.A. Устойчивые к бурой ржавчине образцы озимой пшеницы США.//Сборник научных трудов Мироновского НИИССП им.

B.Н.Ремесло. Мироновка, 1987.-С. 26-28. '

6. Сербии A.A. Предварительная оценка коллекции озимой мягкой пшеницы США и Канады на устойчивость к злаковым тлям//Научно-технический бюллетень ВИР. Л., 1989.-С. 51-53.

7. Сербии A.A., Алексеева E.H., Шестакова H.A. Зимо- и морозостойкость сортов озимой пшеницы США и Канады//Сборник научных трудов по прикладной ботанике, генетике. и селекции. Т. 127, Л;, 1989,-

C. 13-16.

8. Дорофеев В.Ф., Новикова М.В., Градчанинова О.Д., Сербии A.A. Мировой генофонд озимой пшеницы - на службу селекции/ / В кн. Селекция, семеноводство и интенсивная технология возделывания' озимой пшеницы. М., 1989,- С. 11-19.' u

9. Новикова М.В., Алексеева Е,Н., Барашкова Э.А., Сербии A.A., Ленивцев И.П. Морозостойкость сортов озимой, ¡иягкой пшеницы, выделившихся по селекционно ценным признакам// Сборник научных трудов по прикладной ботанике, генетике и селекции. Т. 142, Л.,1991,- С. 913. '.'■'■■ ' '