Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СЕЛЕКЦИЯ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА СКОРОСПЕЛОСТЬ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО УРАЛА

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "СЕЛЕКЦИЯ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА СКОРОСПЕЛОСТЬ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО УРАЛА"

Д ^^ ^ пРаеах РУк()ПІ*си

ВОРОБЬЕВ Александр Владимирович

СЕЛЕКЦИЯ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ НА СКОРОСПЕЛОСТЬ В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО УРАЛА

06,01.05-селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Тюмень -2004

Работа выполнена на Красноуфимской селекционной станции Уральского научно-исследовательского института сельского хозяйства

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук, профессор,

Ведущая организация - Уральская государственная сельскохозяйственная

Зашита состоится 15 апреля в 12 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.064.02 при Тюменской государственной сельскохозяйственной академии по адресу: 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат разослан « » марта 2004 г.

Ученый секретарь

академик РАСХН Зыкин В.А.

Логинов Ю.П.

кандидат сельскохозяйственных наук Мальцева Л,Т.

академия

диссертационного совета

Грехова И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы особая роль в обеспечении продовольственной безопасности Среднего Урала отводится ведущей сельскохозяйственной культуре - яровой мягкой пшенице. Здесь она ежегодно возделы-вается на 550-600 тыс. гектарах (Стрелов, Кочетков, 1998), что составляет 32% от площади зерновых культур. В зависимости от области средняя урожайность яровой пшеницы остается невысокой и реализуется в острозасушливые годы на 35-40% по сравнению с благоприятными. Наиболее распространенный в регионе раннеспелый сорт Иргина отличается значительной вариабельностью урожайности, недостаточной адаптивной способностью. Более позднеспелые сорта, особенно в условиях избыточного увлажнения, затягивают вегетацию, повреждаются ран не-осенним и заморозками, формируют некондиционное по всхожести зерно с низкими хлебопекарными качествами. Исходя из сложных климатических условий (частая ранневесеиняя засуха, дождливая и прохладная осень, июльский максимум тепла, короткий безморозный период), основным направлением селекции является создание сравнительно скороспелых, высокоурожайных, экологически пластичных сортов, способных формировать высококачественное зерно. О важности такой селекции свидетельствует тот факт, что для гарантированного производства продовольственного зерна пшеницы сельскохозяйственные предприятия региона используют раннеспелые и средне-ранние местные сорта, которыми засевается от 70 до 90% пшеничного клина.

В этой связи изучение и решение вопросов, связанных с селекцией на скороспелость и продуктивность, является весьма актуальной.

Цель исследований - создать новый исходный материал и скороспелый, урожайный с высоким качеством зерна, эколого-пластичный сорт яровой пшеницы для условий Среднего Урала.

Задачи исследований:

- выявить связь продолжительности вегетационного периода, его межфазных периодов и урожайности с метеорологическими факторами и установить оптимальное сочетание последних для формирования максимальной урожайности раннеспелых сортов в условиях Среднего Урала;

- изучить изменчивость количественных признаков н их взаимосвязь у раннеспелых и среднеранних образцов коллекции ВИР в зависимости от увлажнения года, выделить лучшие для селекционного использования;

- установить связь урожайности с элементами ее структуры и хозяйственно-ценными признаками у раннеспелых сортов;

- изучить комбинационную и адаптивную способность сортов, включенных в 1 ос реестр по Волго-Вятскому региону;

- создать новые раннеспелые высокоурожайные сорта.

ЦН6 МСХА

фо №

Научна» новизна. Впервые на Среднем Урале определены параметры основных метеорологических факторов, необходимых для формирования высокой урожайности у раннеспелых сортов, проведены комплексные исследования по решению вопросов, связанных с селекцией на скороспелость, определена адаптивная способность сортов,, в т.ч. И раннеспелых, включенных в Госреестр селекционных достижений, установлен принцип подбора пар и схема скрещиваний в селекции на скороспелость, созданы перспективные раннеспелые и среднеранние сорта.

Положения, вы косимые на защиту:

- теоретическое обоснование селекционных исследований на скороспелость и адаптивность;

- хозяйственная и биологическая ценность перспективных скороспелых линий и сорта яровой пшеницы Ирень.

Практическая значимость. Результаты исследований используются в Уральском селекционном центре при создании раннеспелых и среднеранних сортов. Выявленные источники хозяйствен но-ценных признаков являются перспективным исходным материалом. Установленные ведущие элементы структуры урожайности позволили определить стратегию отбора при селекции на скороспелость. Практическое использование результатов исследований способствовало созданию новых сортов, проходящих всестороннюю оценку в различных питомниках, включая контрольный и конкурсное испытание. Создан и включен в Госреестр раннеспелый сорт Ирень (Авторское свидетельство № 29166) для возделывания в семи регионах Российской Федерации.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации доложены на Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти Уральских ученых в Уральской государственной сельскохозяйственной академии (Екатеринбург, 2001 г.), на межзональной научно-практической конференции по селекции и семеноводству яровой пшеницы (Красноуфимск, 2001 г.), на научно-практическом совете Уральского селекцентра (1999-2002 гг.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано семь печатных работ, получено авторское свидетельство на сорт яровой пшеницы Ирень.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 151 страницах печатного текста. Состоит из введения, семи глав, выводов, рекомендаций для селекционной практики и производства, содержит 17 таблиц, 10 рисунков, 18 приложений. Библиографический список включает 182 источника, в том числе 26 работ зарубежных авторов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Обзор литературы

В главе изложена краткая история селекции раннеспелых сортов яроиой мягкой пшеницы на Среднем Урале, освешены особенности проявления хозяйственно-биологических признаков у сортов пшеницы в связи с селекцией на скороспелость и адаптивность, показана значимость оценки комбинационной способности,

2. Условия, исходный материал и методика исследований

Почвенно-клнматнческая характеристика. Исследования проведены в западном предгорье Среднего Урала. Климат континентальный с резкими колебаниями метеорологических факторов. За вегетационный период (1982 - 2002 гг.) среднесуточная температура воздуха составила 14,4- 21,0 °С, сумма положительных температур 1170-1800°С, сумма осадков 52-354 мм, запасы влаги в метровом слое почвы в период посев - всходы 50-200 мм, в период всходы -восковая спелость 52-163 мм, в пахотном слое почвы соответственно 10-49 и 740 мм. Относительная влажность воздуха изменялось от 54 до 81%, ГТК от 0,44 до 2,45, коэффициент сухости от 1,59 до 4,71. В целом, острозасушливыми и сухими были 1988-1992, 1998, 1999 (ГТК 0,44-0,97), наиболее благоприятными - 1985, 1986, 1994-1997 гг. (ГТК 1,94-2,45). Продолжительность безморозного периода в воздухе равна 95-108 суток, на почве - 88 суток.

Почва участка - выщелоченный чернозем, предшественник - горох на

зерно.

Исходный материал. Изучены 107 образцов коллекции ВИР различного географического происхождения, а также сорта, включенные в Госреестр: Ир-пша, Ирень, Красноуфнмская 90, Тюменская ранняя, Стрела, Приокская, Ар-кас, Талве, Комета, Сред неуральская, и 15 гибридов Рг и Г}, полученные нами по неполной диаллельной схеме.

Методика исследований. У раннеспелых и среднеспелых образцов коллекционного питомника определена изменчивость количественных признаков (высота растений, число продуктивных стеблей, продуктивная кустистость, масса зерна колоса и растения, масса 1000 зерен, о зернен ность колоса) и их взаимосвязь в контрастные по климатическим условиям годы - засушливые (3991, 1992) и с достаточным увлажнением (1994 и 1996). На делянку, состоящую из трех рядков длиной 0,7 м с междурядьями 0,15 м, высевалось 240 зерен. Расстояние между делянками 0,30 м. Стандартные сорта Иргина и Стрела располагались через каждые 9 образцов.

Влияние среднесуточной температуры воздуха, осадков, запасов продуктивной влаги в слое почвы 0-20 и 0-100 см, относительной влажности воздуха, гидротермического коэффициента (ГТК), коэффициента сухости на продолжительность вегетационного периода к межфазных периодов всходы - колошение, колошение — восковая спелость изучено на широко распространенном раннеспелом сорте Ирги на.

По показателю «урожайность» у сортов Комета, Иргина, Средне уральская, Красноуфимская 90, Тюменская ранняя, Стрела, Приокская, Талве в КСИ по методике A.B. Кильчевского и J1.B, Хотылевой (1985) определены: общая (ОАС) и специфическая (САС) адаптивная способность, селекционная ценность генотипов (СЦГ), варианса взаимодействия «генотип - среда» {o2(G х E)gi], относительная стабильность генотипа Sgi, а также параметры экологической пластичности по методике Эберхарта и Рассела (S.A. Eberhart, W.A, Russell, 1996).

Делянки КСИ площадью 20 м1 засевались сеялкой ССФК-7 при норме В млн. всхожих зерен на га в четырехкратной повторности. Для определения полевой всхожести, выживаемости растений, других элементов структуры урожайности на каждой делянке закладывалось по две стационарные площадки общей площадью I м2.

Коэффициенты вариации основных хозяйственно-ценных признаков, парной и множественной корреляции, достоверность полученных результатов определены по методикам в изложении Б.А. Доспехова (1973),

Комбинационная способность (общая и специфическая) сортов Иргина, Ирень, Красноуфимская 90, Стрела, Аркас, Приокская определены в неполной диаллельной схеме скрещивания с помощью второго метода Гриффинга (B.Griffing, 1956) путем анализа гибридов Fi (1998) и F3 (1999) и их родителей. По каждому гибриду и родителю высевалось по 240 зерен на 3-х рядковых делянках длиной 0,7 м с междурядьями 0,15 м,

3. Результаты исследований

ЭЛ. Связь между продолжительностью вегетационного периода, урожайностью, элементами ее структуры и метеорологическими факторами у сорта яровой пшенииы Иргина

Влияние отдельных метеорологических факторов и их совокупность на продолжительность вегетационного периода различных по скороспелости сортов отражено в работах Ф.М. Перекальского (1961), А.И. Носатовского (1965), П.К. Иванова (1971), В.И, Смирнова (1976), А.П. Головоченко (2001). Наши исследования показали, что продолжительность периода всходы-колошение у сорта Иргина заметно сокращалась при увеличении среднесуточной температуры воздуха (г = -0,85), находилась в тесной корреляции с осадками (г = 0,67),

средне коррелировала с ГТК (г = 0,43), в слабой степени с запасами продуктивной влаги в пахотном горизонте почвы, коэффициентом сухости и относительной влажностью воздуха (г = 0,19-0,25). Период колошение-восковая спелость тесно коррелировал со среднесуточной температурой воздуха (г = -0,83), с осадками и запасом влаги в пахотном слое почвы, ГТК (г = 0,75-0,84), средне коррелировал с запасами влаги в метровом слое почвы, относительной влажностью воздуха, коэффициентом сухости (г = 0,59-0,63). За годы наблюдений первый межфазный период варьировал от 33 до 50 суток (V = 12,5%), второй - от 28 до 55 суток (22,9%), Независимо от степени увлажнения, средняя продолжительность периодов от всходов до колошения составила 41 сутки, от колошения до восковой спелости в сухие годы 35, в среднеувлажненные 39 и во влажные 46 суток.

Для получения максимальной урожайности сорта Иргнна (4,02-4,96 т/га) продолжительность первой половины вегетации должна быть 41, второй - 46 суток. Сокращение периода колошение-восковая спелость на 8 суток привело к снижению урожайности на 0,99-2,09 т/га. При сокращении первой половины вегетации на семь и второй на 12 суток (условия засухи) урожайность снижалась до 0,32-1,10 т/га.

В различных почвенно-климатическнх регионах РФ изучено влияние на урожайность яровой пшеницы температуры воздуха (И.А. Стефановский, 1950; В.Е. Росенкова, 1977), запасов продуктивной влаги в почве (А,И. Носатовский, 1965; П.К. Иванов, 1971; З.Г. Кравцова, 1974; М.М. Блудший, 1989; А.П. Голо-вочеико, 2001), осадков (П.К, Иванов, 1971; А.К. Чепиков, Г.Е. Романовский, 1976; Ю.П. Логинов, 1997), относительной влажности воздуха (Е.Г. Минина, Е,Б. Игрицкая, П.П. Мацкевнч и др., 1945; A.M. Волкова, 1976).

В наших исследованиях урожайность сорта Ирги на положительно связана с осадками, запасами влаги в пахотном слое почвы, относительной влажностью воздуха> ГТК, коэффициентом сухости (г = 0,49-0,64) и отрицательно - с температурой воздуха (г = -0,20) в первой половине вегетации, сильно зависит от осадков (г = 0,87) и запасов влага в пахотном слое почвы (г = 0,57), находится в отрицательной связи с температурой воздуха (г = -0,55). Слабая положительная корреляция установлена метеофакторами (г = 0,10-0,29) во второй половине вегетационного периода.

Сорт Иргнна сформировал максимальную урожайность в 1985,1994-1997 и 1999 гг., когда в периоды всходы - колошение и колошение - восковая спелость среднесуточная температура воздуха составила 16,4 и 16,5°С, сумма положительных температур 666 и 755°С, количество осадков 91 и 122 мм, запасы влаги в пахотном слое почвы 26 и 29 мм, в метровом слое - 131 и 80 мм, относительная влажность воздуха 69 и 74%, ГТК - 1,38 и 1,54, коэффициент сухости 3,37 и 2,54.

Урожайность сорта Иргина находится в тесной корреляционной зависимости (г = 0,69-0,93) от массы соломы, высоты растений, продуктивной кустистое™, массы колоса и растения, озерненности колоса, массы 1000 зерен и в меньшей степени зависит от густоты стеблестоя (г = 0,44).

Установлено (табл. 1), что густота продуктивного стеблестоя в большей степени определяется полевой всхожестью (г = 0,74), чем выживаемостью растений (г = 0,54). Масса зерна колоса тесно связана с урожайностью соломы, высотой стеблестоя, массой зерна растения, больше зависит от озерненности, чем от массы 1000 зерен. Озерненность колоса находится в сильной положительной связи с массой соломы, высотой стебля* продуктивностью растения, в средней степени с массой 1000 зерен, продуктивной кустистостью.

Таблица 1

Коэффициенты корреляции между основными количественными _признаками у яровой пшеницы сорта Иргина_

Коррелирующий признак Густота стеблестоя Масса зерна колоса Масса 1000 зерен Озерненность колоса

Полевая всхожесть 0,74 - - -

Выживаемость растений 0,54 0,10 - -

Густота стеблестоя - 0,29 0,56 0,21

Продуктивная кустистость 0,24 0,53 0,48 0,32

Масса зерна колоса 0,29 - 0,58 0,95

Масса зерна растения 0,27 0,92 0,60 0,86

Масса 1000 зерен 0,56 0,58 - 0,32

Озерненность колоса 0,21 0,95 0,32 -

Масса соломы 0,30 0,86 0,47 0,83

Высота растений 0,41 0,84 0,46 0,83

Доказана положительная связь осадков в период всходы - колошение с выживаемостью растений (т = 0,31), продуктивной кустистостью (г — 0,58), озерненностью колоса (г = 0,61), с массой зерна колоса (г = 0,70), густотой стеблестоя (г = 0,32), запасов влаги в пахотном слое - с продуктивной кустистостью (г = 0,58), озерненностью колоса (г = 0,74), массой зерна колоса (г = 0,59). Температура воздуха в этот период отрицательно связана с продуктивной кустистостью (г = -0,42) и густотой продуктивного стеблестоя (г ^ -0,35).

В период колошение - восковая спелость установлена положительная корреляция осадков с массой 1000 зерен, массой зерна колоса, запасов влаги в пахотном слое с озерненностью колоса, массой 1000 зерен и массой зерна колоса (г = 0,36-0,54), отрицательная — температуры воздуха со всеми метеофакторами и наиболее существенная - с выживаемостью, продуктивностью колоса и массой 1000 зерен (г = -0,42...-0,59).

3.2. Изменчивость количественных признаков н их взаимосвязь у образно в коллекции ВИР

В практической селекции большое значение имеет изменчивость количественных признаков и корреляционные связи между ними (А.И. Носа-товский, 1965; П.П. Лукьяненко, 1973 и другие). Независимо от скороспелости образцов, значительное варьирование проявилось по урожайности зерна и соломы, массе зерна колоса и растения, густоте продуктивного стеблестоя, озер-ненности колоса (V = 20,0-35,3%). среднее (V = 10,0-19,2%) - по высоте растений, продуктивной кустистости и массе 1000 зерен и незначительное (V = 1,85,6%) - по продолжительности межфазных периодов. Коэффициент вариации у раннеспелых образцов (V = 24-35%) выше, чем у среднеспелых (V = 20-29%) по урожайности зерна и соломы, густоте продуктивного стеблестоя, продуктивности колоса и растения, озер ненности колоса. В засушливые годы коэффициент вариации большинства признаков выше (у раннеспелых 16-43%, у среднеспелых 15-41%), чем в увлажненные (у раннеспелых 8-31%, у среднеспелых 1123%), По массе 1000 зерен величина его в пределах группы спелости относительно стабильная и не зависит от увлажнения года, а по продуктивной кустистости в увлажненные годы незначительно выше, чем в засушливые.

В засушливые годы независимо от скороспелости урожайность зерна сильно связана с урожайностью соломы, с густотой стеблестоя, продуктивностью колоса и растения, озерненностью колоса; в средней степени — с высотой растения и массой 1000 зерен (табл. 2). В увлажненные годы корреляционная связь урожайности зерна со всеми признаками значительно ниже, чем в засушливые и изменялась от слабой (с высотой растений, массой 1000 зерен у раннеспелых; с массой 1000 зерен у среднеспелых) до средней - со всеми другими признаками. В засушливые годы коэффициент корреляции выше у раннеспелых образцов, чем у среднеспелых, с массой соломы, высотой растений, массой 1000 зерен, равнозначен с густотой стеблестоя, продуктивностью колоса и растения, озерненностью. В увлажненные годы он выше у среднеспелых образцов, чем у раннеспелых со всеми признаками, кроме как с озерненностью колоса, с которой связь не зависит от группы спелости. Урожайность в равной степени зависит от плотности продуктивного стеблестоя и от массы зерна колоса как в засушливые, так и во влагообеспеченные годы.

В годы с низкой влагообеспеченностью продуктивность колоса у раннеспелых и среднеспелых образцов находится в сильной зависимости от его озер-ненности (г = 0,92-0,94) и в меньшей степени (г = 0,40-0,60) от массы 1000 зерен, высоко положительно коррелирует с продуктивностью растения (г = 0,860,87), средне положительно (г = 0,42-0,51) с высотой растений. В годы с более благоприятными гидротермическими условиями величины всех коэффициентов

корреляции у рассматриваемых групп ниже, чем в засушливые. Масса зерна колоса не зависела от продуктивной кустистости.

Таблица 2

Корреляция между урожайностью и основными количественными признаками у образцов яровой пшеницы коллекции ВИР_

Признак Раннеспелые образцы Среднеспелые образцы

1 2 I г

Масса соломы 0,90 0,40 0,80 0,52

Высота растений 0,66 0,16 0,50 0,35

Густота стеблестоя 0,75 0,42 0,78 0,52

Продуктивная кустистость 0,07 0,15 0,14 -0,01

Продуктивность колоса 0,83 0,38 0,82 0,50

Продуктивность растения 0,82 0,38 0,80 0,44

Масса 1000 зерен 0,58 0,16 0,29 0,22

Озерненность колоса 0,74 0,35 0,76 0,34

] - сухие годы; 2 - увлажненные годы

В результате исследований выделены образцы ВИР по комплексу хозяйствен но-полезных признаков. Это раннеспелые и среднеранние - К-45761 (Германия), К-57057, К-57062 (Финляндия), К-54867 (США), К-58951 (Мексика), К-58742 (Казахстан), К-52782, К-54206, В-427 (Россия); среднеспелые -К-55131 (Швейцария), К-52351 (Голландия), К-58687 (США), К-58695 (Казахстан), Их характеристика подтверждает результаты корреляционного анализа о ведущей роли в формировании продуктивности колоса, его озернен-ности и у некоторых - массы 1000 зерен, а также о равном влиянии на урожайность густоты стеблестоя и массы зерна колоса,

3.3. Комби на цн о иная способность сортов яровой пшеницы по биологическим и хозяйственно-ценным признакам Оценка исходного материала по комбинационной способности позволяет выявить относительную ценность родительских форм (М.А, Федин, Д.Я. Силис, 1973; В.Н. Турбин, Л.В. Хотьшева, Л.А.Тарутина, 1974; Р.И. Рутц, 1980).

По всем изученным признакам наибольшая часть общей изменчивости приходится на долю общей комбинационной способности (ОКС), меньшая -на долю специфической (СКС). Доля ОКС по признакам в 1998 г. варьировала от 77,2 до 96,4%, в 1999 г. - от 46,7 до 93,1% и в среднем за два года - от 64,0 до 94,8%, что свидетельствует о существенном вкладе в их контролирован ни генов с аддитивным действием.

При селекции на скороспелость наибольший интерес представляют Ир-гина и Ирень, имеющие самые низкие оценки ОКС по продолжительности

межфазных периодов. Эффекты ОКС Красноуфимской 90 свидетельствуют о том, что этот сорт может образовывать как раннеспелые, так и среднеспелые гибриды. Самые высокие эффекты ОКС по этим признакам имеют Приокская и Аркас. Они представляют интерес для создания среднеспелых сортов. Высокой ОКС на снижение высоты растений обладает Аркас, на ее увеличение - Стрела и Приокская. Оценка эффектов у других сортов недостоверна (табл. 3).

Таблица 3

Эффекты ОКС сортов яровой пшеницы по количественным признакам

Признак Год Ирпша Ирень Красно-уфимская 90 Стрела Аркас Прио кс кал

Период всходы -колошение 1998 -1,29 -1,29 0,08 0,33 1,08 1,08 0,44

1999 -0,42 -0,04 0,09 0,34 -0,16 0,21 0,16

Период колошение - восковая спелость 1998 -1,00 -0,88 -0,50 0,25 0,25 1,88 0,37

1999 -2,50 -2,25 0,50 -0,62 1,62 3,38 0,27

Период всходы -восковая спелость 1998 -2,33 -2,21 -0,21 0,54 1,67 3,04 0,36

1999 -2,91 -2,41 0,59 -0,29 1,46 3,59 0,38

Высота растений 1993 0,75 1,12 -1,25 3,00 -6,25 2,62 1,30

1999 -1,18 0,96 0,83 5,33 -6,79 1,46 1,60

Озерненность колоса 1998 -2,28 -2,28 -1,16 -0,90 2,51 4,80 1,15

1999 -1,52 -0,78 0,02 -0,38 0,55 2,10 1,51

Масса 1000 зерен 1998 0,08 0,92 -0,29 0,19 -1,44 0,54 0,39

1999 -0,81 0,92 -0,35 -0,04 0,51 -0,21 0,29

Масса зерна колоса 1998 -0,07 -0,05 -0,04 -0,02 0,02 0,17 0,02

1999 -0,07 -0,01 -0,01 -0,01 0,03 0,07 0,03

Высокой ОКС по озерненности колоса обладает Приокская и Аркас, по массе 1000 зерен - Ирень, по продуктивности колоса - Приокская. Низкая величина ОКС по продуктивности колоса и его элементам структуры у Иргины свидетельствует о бесперспективности использования ее в селекции на увеличение урожайности.

Самым низким значением вариансы СКС по длине межфазных периодов обладают Ирги на, Ирень, Краен оуфимская 90, высоким —Стрела, Аркас и Приокская. Высокая величина СКС по озерненности колоса отмечена у Стрелы, Аркаса и Приокской, по массе 1000 зерен — у Красноуфимской 90, по массе зерна колоса - у Иргины, Красноуфимской 90, Стрелы, Аркаса и Приокской.

По совокупности оценок О КС и СКС наиболее желательно использовать при гибридизации в селекции на скороспелость Иргину, Ирень и Крас-ноуфимскую 90, на крупнозерность - Ирень, на озерненностъ колоса - При-окскую и Аркас, на увеличение массы зерна колоса - Прнокскую. Все это учитывается в селекционных программах.

3.4. Адаптивная способность сортов яровой пшекииы

Поскольку урожайность определяется состоянием всей системы «генотип-среда», возникает необходимость комплексного подхода к формированию селекционных программ на повышение потенциала онтогенетической адаптации (А.А. Жученко, 1988). В этой связи возникает необходимость оценки адаптивной способности и стабильности сортов в различных условиях.

Наибольшими эффектами общей адаптивной способности (ОАС) обладают Ирень, Красноуфимская 90, Приокская (0,22-0,40), обеспечившие самую высокую среднюю урожайность во всей совокупности сред. Оценка специфической адаптивной способности (САС) отражает высокую стабильность получения урожайности у Кометы и Стрелы и самую нестабильную - у сорта Талве. Об этом же свидетельствуют величины относительной стабильности и коэффициент регрессии Ы (табл. 4). Отклонение между максимальной урожайностью и минимальной у первых двух составило 2,21-2,22 т/га, у последнего -3,28 т/га.

Таблица 4

Параметры адаптивной способности и стабильности сортов пшеницы

Сорт Урожайность, т/га Адаптивная способность Взаимодействие «генотип -среда» СНГ Параметры Эберхарта, Расссла

ОАС САС Ьі 5га;

Комета 3,74 -0,43 0,83 0,069 22,2 2,10 0,79 3,22

Иргина 4,01 -0,16 1,03 0,017 25,6 1,97 0,98 2,84

Ирень 4,39 0,22 1,14 0,010 25,8 2,14 1,09 1,99

Ср еднеу рал ьская 4,19 0,02 1,09 0,007 26,0 2,03 1,04 1,25

Красноуфимская 90 4,57 0,40 1,09 0,040 23,8 2,41 1,03 6,03

Тюменская ранняя 4,26 0,09 1,13 0,012 26,4 2,03 1,08 1,35

Стрела 4,00 -0,17 0,90 0,035 22,5 2,22 0,8(5 2,26

Приокская 4,48 0,31 | 1,04 0,000 23,3 2,41 1,00 0,58

Аркас 3,95 -0,22 1,02 0,074 25,9 1,92 0,95 10,28

Талве 4,11 -0,06 | 1,23 0,037 30,0 1,67 1,18 0.61

Варианса взаимодействия «генотип - среда» самая низкая у Прнокской, Средиеуральской, Ирени, Тюменской ранней, что указывает на их лучшую при-

способлениость к широкому спектру условий среды. Об этом же свидетельствует величина 5гсИ по методике Эберхарта и Рассела. Самый высокий показатель у сорта Аркас, что говорит о его низкой приспособленности к условиям Среднего Урала.

Сорта Приокская, Красноу фи мекая 90, Стрела и Ирень получили наивысшую оценку селекционной ценности генотипа (СЦГ), сочетающей в себе показатели урожайности, ОАС и стабильности, самую низкую - Аркас, Тал ве, Ир-гина. Определение отмеченного показателя позволило отобрать генотипы с высокой продуктивностью и средовой устойчивостью.

Скрещивание между КрасноуфимскоЙ 90 и сортом с низкими значениями ОАС, СЦГ, Эё! (Иргина) привело к созданию Ирени, обладающей высокими параметрами адаптивной способности. Скрещивание между сортами с низкими параметрами (Комета х Стрела) не привело к улучшению показателей адаптивной способности у сорта Среднеуральская.

3.5. Результаты практического использования итогов проведенных исследований

В селекции на скороспелость при гибридизации используются родительские пары с учетом их вегетационного периода, региона происхождения, комбинационной и адаптивной способности. Наиболее эффективными схемами скрещивания сортов являются: раннеспелый х среднеспелый, среднеспелый х раннеспелый, раннеспелый и среднеранний. При этом каждый предшествующий раннеспелый сорт нашей селекции {включенный в Госреестр или перспективный в КСИ) является родительской формой нового сорта. В качестве другого родительского компонента используются выделившиеся по урожайности и другим хозяйственно-ценным признакам образцы коллекции ВИР зарубежной и отечественной селекции, среднеранние или среднеспелые сорта нашей селекции.

От скрещивания между Иргиной и Красиоуфимской 90, сочетающей в себе высокие оценки общей адаптивной способности, селекционной ценности генотипа и стабильности, получен раннеспелый сорт Ирень (схема раннеспелый х среднеранний), который в 1996-2000 гг. в КСИ при урожайности 4,39 т/га превысил Иргину на 0,38 т/га и незначительно уступил отцовскому компоненту (табл. 5). Ирень имеет преимущество перед Иргиной по элементам структуры урожайности, кроме озерненности колоса, перед КрасноуфимскоЙ 90 - по массе зерна колоса и растения, массе 1000 зерен, озерненности, В среднем за эти же годы на ГСУ Свердловской области сформировала урожайность 3,61 т/га или выше, чем Иргина на 0,24 т/га и такую же, как Красноуфимская 90 и Тюменская ранняя, Талве. В 1997 году выявлены потенциальные возможности сорта на Алапаевском ГСУ Свердловской области, в опытах УралНИИСХ, НПО «Нива Татарстана», Ю,-Польском ГСУ Владимирской области (6,00 - 6.79 т/га). Отне-

сена к ценным по качеству пшеницам. Превышает Иргину и Красноуфимскую 90 по содержанию белка, набу хае мости, силе муки, объему хлеба из 100 муки, обшей хлебопекарной оценки (О.Х.О.). По показателю разжижения теста уступает Мргине, но значительно превосходит Красноуфимскую 90. Ирень включена в Госреестр, начинал с 1998 г., по 1,2, 3, 4, 9, 10, 11 регионам РФ. В 2003 году посевная площадь составила 120 тыс. га.

Таблица 5

Характеристика яровой пшеницы Ирень в КСИ

_(среднее за 1996-2000 гг.)_

Показатель Единица измерения Ирень Ирги на (стандарт) Красноуфим-ская 90

Вегетационный период сутки 77 76 81

Урожайность т/га 4,39 4,01 4,57

Выживаемость растений % 82 76 81

Густота стеблестоя шт./м; 644 589 666

Продуктивная кустистость стебл./раст. 1,17 1,14 1,19

Масса зерна колоса г 0,64 0.60 0,60

Масса зерна растения г 0,75 0,68 0,71

Масса 1000 зерен г 36,0 33,9 35,1

Озерненность колоса шт. 17,8 17,7 17,1

Содержание белка % 15,4 14,8 14,0

Содержание клейковины % 31,7 31,8 31,1

Набух аемость мл 78 75 60

Валориметрическая оценка е.в. 62 61 48

Разжижение е.ф. 69 56 112

Сила муки е.а. 383 304 238

Объем хлеба мл 956 910 817

О.Х.О. балл 4.7 4,6 4,3

Использование в гибридизации лучших по продуктивности и обладающих высокой комбинационной способностью образцов коллекции ВИР, привело к созданию нового скороспелого э к ало гопласти чно го селекционного материала, который пспытывается в контрольном и конкурсном питомниках.

В 2001 году в контрольном питомнике и в 2002 г. в конкурсном сортоиспытании пять среднеранних линий пшеницы, полученных от скрещивания образцов коллекции ВИР: К-57057 (Финляндия), К-60556 (Германия), Л-27 (Уральская сельскохозяйственная академия) с сортом Ирень; при урожайности 5,02-5,36 т/га превысили стандарт К рас ноу фи мекая 90 на 0,35-0,62 т/га. В 2002 г. к контрольном питомнике три раннеспелые селекционные линии, получен-

ные от скрещивания средверанних гибридов Р^: Стрела х Ирги на, К-57057 х Иргина, К-58462 х Ирги на с сортом Ирень, при урожайности 5,47-5,85 т/га превысили стандартный сорт Ирень на 0,25-0,63 т/га. Кроме того, в контрольном питомнике две линии из комбинации К-143 (среднеспелый) х Ирень и 11 селекционных линий из комбинаций скрещивания среднеранних гибридов Р; (К-58462, К-57742, К-55138, К-58821, 1-ауе]-19, В-Зб, В-439, Стрелы, Иргины) с сортом Ирень сформировали урожайность 5,38-6,09 т/га, что на 0,48-1,19 т/га выше, чем у стандартного сорта Красноуфимская 90.

ВЫВОДЫ

1. На примере сорта Иргина и образцов коллекции ВИР изучена реакция раннеспелых сортов пшеницы на изменение гидротермических условий, определены оптимальные параметры метеорологических факторов для получения максимальной урожайности. Проведенные комплексные исследования по решению вопросов, связанных с селекцией на скороспелость, способствовали созданию перспективного селекционного материала.

2. Урожайность раннеспелого сорта Иргина находится в положительной связи с осадками, запасами влаги в слое почвы 0-20 см, относительной влажностью воздуха и коэффициентом сухости в первой половине вегетации (г = 0,550,63), в положительной - с осадками, запасами влаги в слое почвы 0-20 см (г = 0,57-0,87) н отрицательной - с температурой воздуха во второй половине вегетации (г =-0,55).

Осадки и запасы влаги в пахотном слое почвы первой половины вегетации оказывают наиболее сильное положительное влияние на продуктивную кустистость, продуктивность колоса, его озерненность (г = 0,55-0,74), чем во второй. Среднесуточная температура воздуха отрицательно влияет на все элементы структуры урожайности на протяжении всего вегетационного периода и особенно второй его половины.

3. Сорт Иргина формировал высокую урожайность в годы, когда в межфазные периоды всходы-колошение и колошение-восковая спелость параметры метеорологических факторов составили: среднесуточная температура воздуха 16,4 и 16,5°С, сумма положительных температур 666 и 755ВС, количество осадков 91 и 122 мм, запасы влаги а пахотном слое почвы 26 и 29 мм, в метровом слое - 131 и 80 мм, относительная влажность воздуха 69 и 74%, ГТК - 1,38 и 1,54, коэффициент сухости - 3,37 и 2,54.

4. Максимальная урожайность сорта Иргина (4,02-4,96 т/га) получена в 1985, 1994-1997 и 1999 гг. при продолжительности периода всходы-колошенне 41 сутки и период колошение-восковая спелость - 46 суток. Сокращение их продолжительности на 7 и 12 суток, что характерно для условий засухи (1989 и 1991 гг.), приводило к недобору урожайности от 3,70 до 3,86 т/га.

5. У сорта Иргина и раннеспелых образцов ВИР урожайность обусловлена массой соломы, массой зерна колоса и густотой продуктивного стеблестоя. Последний показатель в большей степени зависит от полевой всхожести, чем от весенне-летней выживаемости растений или продуктивной кустистости. Продуктивность колоса находится в более тесной корреляционной связи с его озер-ненностью (г = 0,92-0,95), чем с массой 1000 зерен (г = 0,40-0,58). Невысокая корреляция между последними признаками (г = 0,32) позволяет вести селекцию в направлении их параллельного увеличения.

6. Изучение коллекции ВИР позволило выявить:

- коэффициент вариации у раннеспелых образцов выше, чем у среднеспелых по таким признакам, как урожайность зерна и соломы, густота стеблестоя, продуктивность и озерненностъ колоса; в засушливые годы он выше, чем в увлажненные у урожайности зерна и соломы, высоты растений, густоты стеблестоя, продуктивности колоса и растения, оэернекности;

- урожайность, основные количественные признаки слабо коррелируют с продолжительностью вегетационного периода;

- коэффициент корреляции между урожайностью зерна и всеми определяющими ее элементами в годы с менее благоприятными условиями увлажнения значительно выше, чем в более благоприятные;

- озерненность колоса наиболее тесно связана с периодом вех од ы-колошенне, а масса 1000 зерен - с периодом колошение-восковая спелость,

7. Интерес для селекции на скороспелость и продуктивность представляют образцы коллекции ВИР, выделенные по отдельным хозяйственно-пенным признакам, и по их комплексу: раннеспелые и среднеранние - К-45761 (Германия), К-57057, К-57062 (Финляндия), К-54867 (США), К—58951 (Мексика), К-58742 (Казахстан), К-52782, К-54206, В-427 (Россия), среднеспелые- К-55131 (Швейцария), К-52351 (Голландия), К-58687 (США), К-58695 (Казахстан).

8. В системе диаллельных скрещиваний выделены сорта с низкими значениями ОКС по длине вегетационного периода и его межфазных периодов - Иргина, Ирень, Красноуфимская 90, по высоте растений - Аркас и Красноуфим-ская 90; с высокой ОКС по продуктивности колоса - Стрела, Аркас, Прнокская, по озерненности колоса - Аркас, Приокская, по массе 1000 зерен - Ирень, Прнокская. По совокупности оценок ОКС и СКС наиболее желательно использовать при гибридизации в селекции на скороспелость сорта Иргина, Ирень, Краснйуфимская 90, на крупнозериость - Ирень, на озерненность колоса - Аркас, Приокская, на увеличение массы зерна колоса - Приокская. Иргина, Красноуфимская 90 являются родоначальниками сорта Ирень и других перспективных линий в контрольном питомнике и конкурсном испытании.

9. Наибольшими эффектами обшей адаптивной способности (О А С) обладают сорта Ирень, Красноуфимская 90 и Приокская. Отмеченные, а так же сорт Стрела, имеют самую высокую селекционную ценность генотипа (СЦГ). Пер-

вые три сорта сочетают высокую продуктивность и стабильность, что объясняется их широкой распространенностью не только на Среднем Урале, но и в Российской Федерации в целом. Использование в гибридизации в качестве одного из родительских сортов Красноуфимская 90 привело к выведению сорта Ирень.

10. Разработанные схемы скрещиваний и принцип отбора родительских пар по их скороспелости, урожайности, с учетом комбинационной и адаптивной способности с обязательным использованием местных районированных сортов с коротким вегетационным периодом ЯВЛЯЮТСЯ перспективными для селекции на раннеспелость.

11. В результате многолетних исследований и практической селекции создан перспективный селекционный материал, обладающий комплексом положительных свойств и признаков, с более высокой урожайностью, чем стандарты, проходящий оценку в контрольном питомнике и конкурсном испытании. Переданный на Государственное испытание раннеспелый, высокоурожайный сорт ценной пшеницы Ирень (доля участия 25%) включен, начиная с 1998 г., в Госреестр селекционных достижений по семи регионам РФ. Площадь посева составила в 2003 г. около 120 тыс. га.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИОННОЙ ПРАКТИКИ И ПРОИЗВОДСТВА

1. Для повышения эффективности селекции перспективны источники хозяйственно-ценных признаков: КК-42927, 45942, 57057, 57062, 59603 (Финляндия), 42656, 52368, 58177 (Швеция), 45761,60556,60557,60558,60559 (Германия), 48758, 54351 (Голландия), 57188 (Австрия), 55133 (Чехословакия), 55131 (Швейцария), 47971 (Мексика), 59038 (Эстония), 48898, 54867, 58687,58898, 58931, 58951 (США), 58695,58742 (Казахстан), 54381 (Украина), 41087,41606, 52828,56395,57115,57144,57712,58456, 58613,59034,59568 (Россия).

2. В селекции раннеспелых сортов рекомендуется больше обращать внимание на увеличение продуктивности колоса и его озерненности.

3. Рекомендуем использовать в качестве доноров скороспелости Иргину и Ирень, по признакам продуктивности - Приокскую, Красноуфимскую 90, Ар-кас.

4. Оценку адаптивной способности следует учитывать у родительских форм при гибридизации на конечном этапе селекции при передаче сортов на Государственное испытание.

5. В целях стабилизации урожайности яровой пшеницы и повышении качества зерна предлагается для широкого внедрения включенный в Госреестр селекционных достижений с 1998 г. раннеспелый сорт Ирень.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Авторское свидетельство № 29166 на сорт яровой мягкой пшеницы Ирень (РФ). Воробьев A.B., Воробьев В .А., Бобина Л.Е., Сафина Г.М., Чепелева В.П. -Зарегистр. в Гос. реестре селекционных достижений - 22.04.1998 г.

2. Воробьев В.А., Воробьев A.B., Сафина Г.М., Чепелева В.П. Яровая пшеница Ирень// Селекция и семеноводство, - 1999. -.№ 2-3. - С. 47-48.

3. Воробьев В.А., Воробьев A.B. Принципы отбора родительских пар для скрещивания в селекции яровой пшеницы в условиях Среднего Урала // Селекция, семеноводство и технологии выращивания основных сельскохозяйственных культур на Среднем Урале: Науч. трУ УралНИИСХ. - Екатеринбург, 2000. -Т.59-С. 11-14.

4. Воробьев A.B. Сопряженность между высотой растений яровой пшеницы и элементами структуры урожая // Селекция, семеноводство и технологии выращивания основных сельскохозяйственных.культур на Среднем Урале: Науч. тр. / УралНИИСХ, - Екатеринбург, 2000. - Т.59.-С. 15-18.

5. Воробьев В.А., Воробьев A.B. Адаптивная способность и стабильность сортов яровой пшеницы // Всероссийская научно-практическая конференция, посвященная памяти Уральских ученых: д.б.н, H.A. Иванова, д. с.-х. н. В.Ф. Трушина и С.А. Чазова. - Екатеринбург, 2001 - Т. 2: Секция селекции и семеноводства. - С. 234-242,

6. Воробьев A.B. Изменчивость количественных признаков и их взаимосвязь у образцов яровой пшеницы коллекции ВИР // Вопросы повышения эффективности сельскохозяйственного производства на Среднем Урале: Сб. науч. тр. / УралНИИСХ. - Екатеринбург, 2003. - С. 33-40.

7. Воробьев A.B. Связь продолжительности вегетационного периода и урожайности яровой пшеницы Ирги на с метеорологическими факторами // Вопросы повышения эффективности сельскохозяйственного производства на Среднем Урале: Науч. тр. /УралНИИСХ. - Екатеринбург, 2003. - С. 40-46.

Подписано в печать 04.03.2004 г. Тираж 120 экз. Печать трафаретная. Заказ 890. Отпечатано в печатном цехе «Ризограф» Тюменского Аграрного Академического Союза 625003, г. Тюмень, ул. Республики, 7

Г/

»-498 6