Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание исходного материала для селекции раннеспелых гибридов кукурузы адаптированных к засушливым условиям юга России

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Создание исходного материала для селекции раннеспелых гибридов кукурузы адаптированных к засушливым условиям юга России"

На правах рукописи

[¿/¿¿¿¿(¿¿"Л

АНАШЕНКОВ СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ РАННЕСПЕЛЫХ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ АДАПТИРОВАННЫХ К ЗАСУШЛИВЫМ УСЛОВИЯМ ЮГА РОССИИ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

1 5 МАЙ 2014

Краснодар-2014

005548951

Работа выполнена в Государственном научном учреждении Краснодарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства имени П. П. Лукьяненко Российской академии сельскохозяйственных наук в 2010-2014 гг.

Научный руководитель: кандидат сельскохозяйственных наук, Гульняшкин Александр Васильевич

Официальные оппоненты: Калайджян Ашот Андраникович,

доктор сельскохозяйственных наук, генеральный директор ООО «Эверест-Олвик», заведующий лабораторией селекции подсолнечника, г. Краснодар

Коротенко Татьяна Леонидовна,

кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник лаборатории исходного материала ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт риса Россельхозакадемии, г. Краснодар

Ведущая организация: ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт

масличных культур им. B.C. Пустовойта Россельхозакадемии, г. Краснодар

Защита состоится « 27 » мая 2014 г. в 12 ч. 00 м. на заседании диссертационного совета Д 006.026.01 на базе Государственного научного учреждения Всероссийский научно-исследовательский институт риса Российской академии сельскохозяйственных наук по адресу: 350921, г. Краснодар, пос. Белозерный, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ Всероссийского научно-исследовательского института риса Россельхозакадемии, а так же на сайте: www.vniirice.ru. с авторефератом диссертации на сайтах: Высшей аттестационной комиссии - http://vak.ed.gov.ru и ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт риса Россельхозакадемии - www.vniirice.ru

Автореферат разослан апреля 2014 г. Ученый секретарь

диссертационного совета Д 006.026.01, кандидат биологических наук

С.С. Чижикова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследований. На сегодняшний день одним из наиболее приоритетных направлений в современных программах по селекции кукурузы, как отечественных, так и зарубежных научно-исследовательских учреждений, является создание высокопродуктивных раннеспелых гибридов обладающих устойчивостью к экологическим факторам среды, лимитирующих формирование потенциально возможной продуктивности. При этом особую значимость, для условий юга страны, приобретают гибриды с коротким вегетационным периодом, характеризующиеся повышенной засухоустойчивостью и пластичностью в сочетании с высокой продуктивностью и быстрой отдачей влаги зерном при созревании.

Учитывая актуальную направленность данной проблемы и ее высокую практическую значимость, в рамках научно-исследовательской программы отдела селекции и семеноводства кукурузы Краснодарского НИИСХ была организована и проведена настоящая селекционная работа.

Цель и задачи исследований. Цель работы - комплексное изучение, отбор, оценка и систематизация нового исходного материала для создания на его основе раннеспелых гибридов кукурузы, максимально адаптированных к засушливым условиям выращивания.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- провести анализ зерновой продуктивности исходных родительских компонентов на фоне различной густоты стояния растений;

- оценить адаптивность и засухоустойчивость новых раннеспелых самоопыленных линий кукурузы;

- выявить особенности формирования структуры фенотипической изменчивости количественных признаков самоопыленных линий кукурузы в зависимости от густоты стояния растений и установить корреляционные взаимосвязи между ними;

- изучить основные закономерности проявления комбинационной способности исходных родительских форм в зависимости от густоты стояния растений;

- изучить новые раннеспелые гибриды кукурузы по основным хозяйственно-ценным признакам на фоне различной густоты стояния растений;

- определить экологическую адаптивность перспективных гибридов к различным природно-климатическим условиям и конкретизировать сферу их дальнейшего применения;

- оценить экономическую эффективность возделывания новых раннеспелых гибридов кукурузы.

Научная новнзна исследований. В условиях центральной и северной зон Краснодарского края для селекции раннеспелых гибридов кукурузы создан новый, генетически устойчивый исходный материал с улучшенными морфологическими признаками, оптимально сочетающий скороспелость, засухоустойчивость, продуктивность, технологичность и экологическую адаптивность.

Для целей адаптивной селекции экспериментально подобраны новые гибриды-анализаторы (тестеры), объективно характеризующие комбинационный потенциал самоопыленных линий в засушливых условиях выращивания.

Созданы новые раннеспелые высокогетерозисные гибриды кукурузы интенсивного типа, обладающие повышенными адаптивными свойствами, высокой продуктивностью и стабильностью ее формирования в различных агроэкологических условиях выращивания.

Практическая значимость результатов исследований. Выявлены новые источники высокой комбинационной способности (самоопыленные линии), обладающие комплексом селекционно-ценных признаков и свойств, которые широко используются в селекционных программах института ориентированных на создание высокогетерозисных гибридов кукурузы зернового типа с низкой уборочной влажностью зерна, а также в селекции на экологическую адаптивность и устойчивость к загущению. Лучшие самоопыленные линии вовлечены в процесс создания регионально адаптированных доноров хозяйственно - ценных признаков.

Для оценки комбинационного потенциала новых самоопыленных линий экспериментально подобраны гибриды-анализаторы (тестеры), лучшие из которых рекомендуются в качестве материнских форм для синтеза раннеспелых гибридов кукурузы зернового типа.

Созданы новые высокопродуктивные раннеспелые гибриды кукурузы адаптированные к различным условиям выращивания.

Определена экономическая эффективность внедрения новых раннеспелых гибридов кукурузы для южных регионов России.

Созданный качественно новый селекционный материал и полученные на его основе гибриды являются определенным вкладом в генофонд (биологические ресурсы) данной культуры.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Характеристика нового раннеспелого исходного материала обладающего комплексом селекционно-ценных признаков и свойств и результаты его изучения.

2. Особенности формирования селекционно-ценных признаков самоопыленных линий в зависимости от густоты стояния растений и корреляционные взаимосвязи между ними.

3. Основные закономерности проявления комбинационной способности исходных родительских форм в зависимости от различных условий выращивания.

4. Характеристика новых раннеспелых гибридов кукурузы по основным хозяйственно-ценным признакам и свойствам, их экологическая адаптивность к различным природно-климатическим условиям.

5. Экономическая эффективность возделывания новых раннеспелых гибридов кукурузы.

Личный вклад автора. Соискателю принадлежит разработка программы исследований, составление схем экспериментов, непосредственное участие в их проведении, подбор родительских компонентов и осуществление гибридизации, обработка и консолидация полученных данных, анализ, интерпретация и апробация результатов исследований, написание научных статей, диссертационной работы и автореферата.

Апробация работы и публикация результатов. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях методического совета ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозакадемии, а также были представлены на международных и всероссийских научно-практических конференциях, в числе которых: всероссийский конкурс на лучшую научную работу среди студентов высших учебных заведений Минсельхоза России по номинации «Агрономия» (г. Зерноград, 2010); V всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2011); международная научно-практическая конференция «Проблемы и тенденции инновационного развития агропромышленного комплекса и аграрного образования России» (пос. Персиановский, Ростовской обл., 2012); международная научно-практическая конференция «Актуальные и новые направления в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур» (г. Владикавказ, 2012); научно-практическая конференция, посвященная 25-летию ГНУ ВНИИ кукурузы (г. Пятигорск, 2012); международная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Инновационное развитие АПК в России» (г. Саратов, 2013).

Основные результаты диссертации опубликованы в 10 научных статьях, в том числе 2 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа изложена на 205 страницах, состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений для селекции, списка использованной литературы и приложений.

Экспериментальные данные приведены в 45 таблицах, 26 рисунках и 26 приложениях. Список использованной литературы содержит 230 источников, в том числе - 63 иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение. Обоснована актуальность темы диссертации, общая характеристика работы, приведены цели и задачи исследований, основные положения, выносимые на защиту, показана научная новизна и практическая значимость результатов исследований, структура и объем диссертационной работы.

Глава 1. Создание исходного материала для селекции в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения (обзор литературы). В данной главе отражена проблема и состояние изученности вопроса. Обобщены данные литературных источников отечественных и зарубежных авторов по проблеме создания нового исходного материала, его оценки и классификации, а также селекции на устойчивость к загущению, раннеспелость и засухоустойчивость.

Глава 2. Условия, исходный материал и методика проведения исследований. Экспериментальная часть работы выполнена на экспериментальной базе ГНУ Краснодарского НИИСХ Россельхозакадемии (г. Краснодар) и Северокубанской сельскохозяйственной опытной станции ГНУ Краснодарского НИИСХ Россельхозакадемии (ст. Ленинградская), в 2010-2013 годы. Экологическое испытание лучших раннеспелых гибридов кукурузы проводили в 2012 году в условиях Всероссийского научно-исследовательского института зерновых культур им. И.Г. Калиненко (г. Зерноград), в 2013 году в условиях ФГБНУ РосНИИСК «Россорго» (г. Саратов).

Особенность метеорологических условий за 2010-2012 годы, во всех зонах проведенных исследований, заключалась в высокой среднесуточной температуре воздуха (на 3-5 °С выше климатической нормы), ограниченном количестве осадков и неравномерном их распределением в период вегетации кукурузы. При этом крайне засушливые погодные условия, в критические фазы роста и развития растений, наблюдались в 2011 году. Такие погодные условия, главным образом дефицит влаги, на продуктивности кукурузы сказались отрицательно. Метеорологические условия 2013 года, в зонах проведенных исследований, в целом характеризовались как благоприятные для роста и развития кукурузы. Все основные фазы развития растений проходили при достаточном количестве тепла и влаги, что способствовало формированию высокого урожая зерна.

Контрастность метеорологических условий по гидротермическому режиму и проведение исследований в различных почвенно-климатических зонах способствовали широкому скринингу селекционного материала, наиболее адаптированного к различным экологическим условиям выращивания.

В качестве первоначального исходного материала для изучения привлекались 110 самоопыленных линий кукурузы различного генетического происхождения. После предварительной оценки на фоне загущения посевов, для дальнейшей селекционной ра-

боты, были отобраны 42 самоопыленные линии. В качестве тестеров-анализаторов использовали материал, состоящий из наиболее перспективных в коммерческом отношении 15 простых гибридов. На основе наиболее перспективных родительских форм, в системе топкросса, были получены и впоследствии изучались 155 трехлинейных гибридов.

Опыты по выращиванию и изучению линий и гибридов кукурузы проводили по методике полевых опытов с кукурузой ВНИИ кукурузы (Днепропетровск, 1980), методическим указаниям по изучению и поддержанию образцов коллекции кукурузы (ВИР, 1985) и методике государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур с учетом общепринятой для зоны технологии (1989). Изучаемый материал выращивался на опытном участке в специальном севообороте, в условиях богары. Агротехника во всех полевых опытах была общепринятой для зоны исследований. Площадь делянок в селекционных и контрольных питомниках составляла - 9,8 м2, повторность трехкратная, размещение рендомизированное. Самоопыленные линии высевали в селекционном питомнике с густотой стояния растений 60, 80, 100 тыс./га. Весь набор тесткроссов был высеян в контрольном питомнике при двух густотах - 60 и 80 тыс./га. В качестве стандарта, при испытании новых гибридов, был использован двойной межлинейный гибрид раннеспелого типа Краснодарский 194 MB.

Полученный экспериментальный материал обработан методами корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализа по Б.А. Доспехову (1985). Комбинационную способность исходного материала определяли в системе топкроссных скрещиваний по В.К. Савченко (1973). Оценку экологической пластичности и стабильности тесткроссов проводили на основе метода регрессионного анализа по S.A. Eberhart и W.A. Russell (1966) в методическом изложении В.З. Пакудина и JI.M. Лопатиной (1984). Для определения селекционной ценности гибридов и линий использовали формулы, предложенные H.A. Орлянским (2004). Полевую оценку линий кукурузы на засухоустойчивость проводили по шкале, разработанной В.Г. Иващенко, Е.Ф. Сотченко и Ю.В. Сотченко (2006). Описание количественных признаков самоопыленных линий и гибридов проводили по широкому унифицированному классификатору СЭВ и международному классификатору (1977). Статистическую обработку данных проводили путем расчетов в Microsoft Exel, а также с использованием специализированных компьютерных программ Statistica, 6.0 и пакета компьютерных программ статистического и биометрико-генетического анализа в растениеводстве и селекции AGROS версии 2.09 (1999).

Глава 3. Создание и оценка нового исходного материала для селекции раннеспелых гибридов кукурузы. Создание и классификация нового исходного материала. В качестве исходного материала для создания новых самоопыленных линий привлекались специально подобранные гибриды и синтетические популяции, в генотип которых были включены плазмы обуславливающие раннеспелость и позднеспелость (крем-

нистые и зубовидные образцы). При этом предполагалось, что в создаваемых новых линиях будут объединены наиболее ценные аллели, присущие раннеспелым и позднеспелым формам. В итоге, это позволило получить принципиально новый исходный материал - самоопыленные линии, наследующие раннее созревание, хорошую всхожесть от раннеспелых, а продуктивность и устойчивость к неблагоприятным условиям среды от позднеспелых родительских форм.

Генотипическая классификация изучаемых в данной работе самоопыленных линий относительно гетерозисных групп зародышевой плазмы проводилась на более поздних генерациях инбридинга согласно информации о документированном синтезе генеалогии (педигри) (A.R. Hallauer, 1981), на основе фенотипического сходства (J.S.C. Smith, 1989), а также с учетом результатов серии анализирующих скрещиваний на основании соответствующих рекомендаций (O.S. Smith, 1990). В результате было установлено, что изучаемые линии в основном относятся к группам зародышевой плазмы Iodent Кр0130, Кр017, Кр022, Кр0337, Кр0382, KpOll, Кр0362, Кр0212; Stiff Stalk Synthetic -Кр0404, Кр0480, Кр0381, Кр04, Кр0335, Кр0369, Кр0192, Кр0321, Кр0475, Кр0353; Lancaster - Кр0501, Кр0325, КрОЗЗО, Кр032, Кр0228, Кр027, Кр0227, Кр0389; European -Кр0162, Кр0345, Кр0166, Кр0361; Р502 - Кр023, Кр0357, Кр0332; Hungarian Кр0399, КрОЗб, Кр0160; Р346 - Кр0136, Кр0471, Кр0416, Кр031, Кр029, Кр03076 и др.

Генетическая неоднородность изучаемого материала указывает на эффективность проведенного отбора, и о том, что в процессе скрининга удалось избежать сужения генетической плазмы задействованных линий. В связи с этим, можно предположить, что изучаемые генотипы содержат аллели проявляющие эффект сверхдоминирования при скрещивании с материалом противоположной гетерозисной группы. Для проверки этой гипотезы, а также для дальнейшей дифференциации изучаемых самоопыленных линий по их селекционной ценности была организована система топкроссных скрещиваний.

Изучение основных селекционно-ценных признаков нового исходного материала в зависимости от густоты стояния растений. Из ряда требований предъявляемых к селекционным программам на современном этапе первостепенное значение приобретает создание исходного материала обладающего не только высокой потенциальной продуктивностью, но и способностью противостоять действию экстремальных природно-климатических, эдафических и биотических стрессов. Эта проблема приобретает особую актуализацию и в южных регионах России, где в свете тенденции более засушливых почвенно-климатических условий последних лет, засуха рассматривается как серьезный стрессовый фактор (О.С. Корзун, 2011).

По мнению многих исследователей, отбор самоопыленных линий в условиях искусственно вызванного стресса (на фоне повышенной густоты стояния растений) позволяет получить ценный селекционный материал для создания на его основе гибридов

адаптированных к засушливым условиям выращивания (W.A. Russell, 1968; A.F. Troyer, 1983; P.A. Князев, 1986; M.B. Чумак,1997; С.И. Мустяца, 2001). В соответствии с этим в наших исследованиях особое внимание уделялось изучению и отбору самоопыленных линий, обладающих высокой толерантностью к загущению и сохраняющих при этом ценные хозяйственные и биологические признаки.

На основании метода двухфакторного дисперсионного анализа установлено наличие значимых (Р<0,05) различий между испытанными линиями по основным селекционно-ценным признакам за годы проведенных исследований. В таблице 1 приведена характеристика наиболее перспективных самоопыленных линий, выделенных по результатам испытаний за 2010-2012 годы в условиях ГНУ Краснодарского НИИСХ Россельхо-закадемии и Северокубанской сельскохозяйственной опытной станции.

Таблица 1 - Урожайность и уборочная влажность зерна самоопыленных линий кукурузы (ФАО 150 -199) при различной густоте стояния растений (среднее за 2010-2012 гг.)

Линия Урожайность зерна при 14% влажности, ц/га Среднее по фактору В Уборочная влажность зерна, % Среднее по фактору В

60 тыс./га 80 тыс./га 100 тыс./га 60 тыс./га 80 тыс./га 100 тыс./га

Кр0480 11,9 13,4 11,6 12,3 13,7 14,2 14,6 14,2

Кр0381 11,9 12,9 11,9 12,2 13,5 14,2 14,6 14,1

Кр0501 11,8 12,6 11,0 11,8 13,6 14,1 14,7 14,1

Кр0345 12,0. 12,5 10,9 11,8 13,7 14,0 14,6 14,1

Кр0361 11,3 12,4 11,2 11,6 13,6 14,1 14,6 14,1

Кр0404 11,6 12,2 11,1 11,6 13,5 13,8 14,6 14,0

Кр0325 11,5 11,8 10,4 11,2 14,1 14,4 14,8 14,4

Кр0166 11,5 11,7 10,5 11,2 13,6 14,0 14,7 14,1

Среднее по фактору А 8,95 9,25 7,94 8,71 13,9 14,4 14,9 14,4

НСР05* 1,96' | 1,14' 0,31' 0,67' | 0,39J 0,I1J

* - НСРрассчитана для двухфакторного опыта и приведена как:'- НСР частных средних; 2- НСР по фактору А (линии); 3- НСР по фактору В (густота стояния растений)

Анализируя полученные результаты отметим, что все выделенные линии достоверно превышают средние значения признака «урожайность зерна» в опыте как при оптимальной (60 тыс./га), так и при повышенной густоте стояния растений (80100 тыс./га). При этом в среднем за годы проведенных исследований лучшие линии показали наиболее высокую урожайность зерна при густоте стояния растений 80 тыс./га, что объективно указывает на их высокую адаптивность к различным условиям выращивания и устойчивость к загущению.

Значения признака «уборочная влажность зерна», при различной густоте стояния растений, в целом, были оптимальными для выделенных самоопыленных линий данной группы спелости (ФАО 150-199) и находились в пределах 13 - 15%, что также является существенным критерием подтверждающим эффективность проведенного отбора.

Важнейшим свойством самоопыленных линий является стабильность проявления урожайности зерна в изменяющихся условиях среды (H.A. Орлянский, 2009).

В наших исследованиях, применение коэффициента вариации, в качестве относительного критерия изменчивости признака «урожайность зерна» по отношению к различным условиям загущения посевов (60, 80 и 100 тыс./га) и различным агроэкологиче-ским условиям выращивания, свидетельствует о высокой стабильности всех выделенных самоопыленных линий по данному признаку (CV<10%).

Полученные результаты предопределяют перспективу возможного эффективного использования выделенных линий в селекционных программах направленных на создание раннеспелых гибридов кукурузы зернового типа, адаптированных к различным агроклиматическим условиям выращивания и устойчивых к стрессовым факторам внешней среды.

Оценка засухоустойчивости раннеснелых самоопыленных линий кукурузы.

В наших исследованиях оценку перспективных самоопыленных линий на засухоустойчивость проводили на основе сравнительной характеристики урожайности зерна, при различной густоте стояния растений (60 и 100 тыс./га), в различных агроклиматических условиях выращивания (СКСХОС, 2010 год и КНИИСХ, 2011 год). Кроме этого, для полного охвата модификационной изменчивости признаков, характеризующих степень устойчивости к засухе, была применена 9-ти балльная шкала, разработанная во ВНИИ кукурузы (В.Г. Иващенко, Е.Ф. Сотченко, Ю.В. Сотченко, 2006). Интерпретация полученных результатов представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Засухоустойчивость самоопыленных линий кукурузы (ФАО 150-199)

Линия Урожайность зерна, ц/га (СКСХОС, 2010 год) Урожайность зерна, ц/га (КНИИСХ, 2011 год)

60 100 100 ± балл 60 100 100 ± балл

тыс./га тыс./га к 60 тыс./га шкалы тыс./га тыс./га к 60 тыс./га шкалы

Кр0480 12,3 15,5 3,2 1 11,1 8,38 -2,72 3

Кр0381 14,2 15,7 1,5 1 9,34 8,85 -0,49 1

Кр0501 14,5 14,6 0,1 3 9,78 8,30 -1,48 3

Кр0361 13,8 15,7 1,9 1 9,30 8,29 -1,01 1

Кр0345 14,7 13,6 -1,1 3 9,68 7,94 -1,74 3

Кр0166 14,6 14,4 -0,2 3 9,86 7,50 -2,36 5

Кр0404 13,8 14,8 1,0 1 9,66 8,10 -1,56 3

Кр0325 14,1 15,5 1,4 1 8,76 7,29 -1,47 3

Среднее по опыту 10,6 11,3 0,71 - 7,53 5,61 -1,92 -

HCl1,,,» 2,1' 0,33' - 1,54' 0,24" -

*- НСР рассчитана для двухфакторного опыта и приведена как: - НСР частных средних: 2- НСР по фактору В (густота стояния растений)

В соответствии с используемой шкалой, высокой засухоустойчивостью и стабильностью ее проявления, даже в наиболее засушливых условиях 2011 года, характери-

зовались линии Кр0381 и Кр0361 (1 балл - устойчивые). Линии Кр0480, Кр0404 и Кр0325 были менее стабильны по данному признаку, о чем свидетельствует увеличение количества баллов по шкале, от 1 (устойчивые) до 3 (умеренно-устойчивые). Линии Кр0501, Кр0345 обладают относительной стабильностью по данному признаку и согласно предлагаемой в методике интерпретации, характеризуются как умеренно-устойчивые к засухе генотипы - 3 балла по шкале. Линия Кр0166 оказалась более восприимчивой к засушливым условиям выращивания, о чем свидетельствует снижение ее продуктивности в 2011 году и оценка модификационной изменчивости признаков равная 5 баллам по шкале (умеренно-восприимчивые).

Результаты теста на разность урожая зерна, при различных фонах загущения, подтвердили сделанные выводы и показали наиболее достоверную информацию о засухоустойчивости изучаемых генотипов. В результате наиболее устойчивыми к дефициту влаги оказались линии Кр0381, Кр0361, Кр0480, Кр0404, Кр0325, Кр0501, Кр0345 характеризующиеся минимальным снижением урожая зерна, при повышении густоты стояния растений, в засушливых условиях выращивания. В связи с этим данные линии представляют несомненный интерес с точки зрения практической селекции.

Характеристика устойчивых к засухе самооиылепиых линий по комплексу селекционно-цепных признаков. Изучение исходного материала при различной густоте стояния растений показало, что увеличение количества растений в посевах (до 80 -100 тыс./га) является существенным стрессовым фактором для самоопыленных линий и оказывает значительное влияние на проявление всех основных селекционно-ценных признаков. В результате проведенных испытаний удалось выделить ряд раннеспелых самоопыленных линий (Кр0480, Кр0381, Кр0501, Кр0361, Кр0345, Кр0166), которые независимо от густоты стояния растений и различных агроклиматических условий выращивания, обладали высокой стабильностью в проявлении основных селекционно-ценных признаков. При этом отметим, что все выделенные линии, согласно классификатору (СЭВ, 1977), характеризовались: оптимальной для механизированной уборки высотой растений (133-155 см, 5-6 баллов - средняя) и высотой прикрепления початка (38-53 см, по A.A. Капустину, 1981); хорошей облиственностью растений (14-16 шт., на стебле); средним количеством зерен на початке (270-400 шт. - 4-6 балла) и средней массой тысячи зерен (150-211 г, - 3-4 балла); преимущественно слабой бесплодностью (<5,0% -3 балла). Кроме этого данные линии обладали высокой резистентностью к основным болезням и вредителям, а также устойчивостью к полегаемости растений. При повышении густоты стояния растений до 80-100 тыс./га, разрыв в продолжительности периода количество дней между цветением женских и мужских соцветий в большинстве случаев у выделенных линий увеличивался до 2-4 дней (среднее по опыту - 4-6 дней); продолжи-

тельность периода всходы - цветение початков, увеличивалась до 1-2 дней при 80 тыс./га и до 2-3 дня при 100 тыс./га., (среднее по опыту - 3-5 дней).

Корреляционно-регрессионный анализ селекционно-ценных признаков са-мооныленных линий кукурузы. Изучение корреляционных взаимосвязей между признаками имеет большое теоритическое и практическое значение при решении генетико-селекционных вопросов. Определение генотипической и фенотипической связи между изучаемыми признаками растений позволяет вести косвенную селекцию по коррелирующим признакам и используется для прогноза селекции (Э.Б. Хатефов, 2011).

В наших исследованиях с целью определения, степени влияния густоты стояния растений (60, 80 и 100 тыс./га.) на изучаемые признаки, а также с целью изучения стохастических взаимосвязей между ними в различных условиях загущения посевов, выполнен корреляционный анализ полученных данных.

Статистическая обработка полученных результатов свидетельствует о высокой зависимости таких межфазных периодов как: всходы - цветение початков и цветение женских - мужских соцветий от густоты стояния растений (коэффициенты корреляции равны - 0,81 и 0,85 соответственно). Коэффициенты детерминации при этом составили

0,66 и 0,72 соответственно), это означает, что в преобладающем большинстве случаев (66% и 72%) увеличение густоты стояния растений способствовало удлинению межфазных периодов, а в 34% и в 28% случаев соответственно, изменчивость данных признаков зависела от особенностей генотипа или действия других факторов. Повышение плотности посевов, также приводило к увеличению количества бесплодных растений (г=0,92) и, судя по коэффициенту детерминации (<1>,=0,85), в 85% случаев бесплодность изучаемых линий зависела от густоты стояния растений, а в 15% случаев величина признака обусловлена влиянием генотипа и других факторов.

В свою очередь, существенная обратная корреляционная зависимость установлена между урожайностью зерна и бесплодностью растений (1=-0,52; с!)х=0,27), а также разрывом в цветении женских - мужских соцветий (г=-0,52; с1„=0,27). В связи с этим, можно сказать, что данные факторы оказывают наиболее значительное влияние на снижение продуктивности в стрессовых условиях загущения и могут служить в качестве косвенного критерия при отборе устойчивых форм.

Отрицательные корреляции наблюдаются между густотой стояния растений и всеми основными элементами продуктивности початка, такими как: «длина початка» (г=-0,81; (!„=(),66); «количество зерен в ряду» (г=-0,51; с1ух=0,26); «количество зерен на початке» (1=-0,62; <1}х=0,38); «масса тысячи зерен» (г=-0,34; <1„=0,12). Кроме этого, загущение посевов оказывает отрицательное действие на высоту растений (г=-0,24; (1^=0,30) и высоту прикрепления початка (г=-0,43; с!ух=0,18). Известно, что эти морфоло-

гические признаки в первую очередь реагируют на стрессовые условия, в частности на дефицит влаги (Э.Б. Хатефов, 2011).

В наших исследованиях между урожайностью зерна и густотой стояния растений изучаемых линий установлена существенная криволинейная корреляционная зависимость (t^>t0i). Корреляционное отношение при этом составляет т)=0,68, а индекс детерминации равен т]2=0,46, это означает, что вариабельность урожайности зерна примерно в 46% случаев зависела от густоты стояния растений, а в 54% случаев изменчивость признака была обусловлена действием других факторов. Также установлено, что увеличение продуктивности линий в условиях загущения посевов происходило, прежде всего, за счет комбинированного влияния таких основных структурных элементов как - масса тысячи зерен и количество зерен на початке (коэффициент множественной корреляции равен - R;.M=0,67). Коэффициент множественной детерминации при этом составляет (R2=0,45), то есть в стрессовых условиях загущения увеличение признака «урожайность зерна» наиболее устойчивых линий в 45% случаев обусловлено генотипическими особенностями формирования основных структурных элементов продуктивности, что свидетельствует о возможности проведения эффективного селекционного отбора по данным биометрического анализа початков.

Таким образом, изучение корреляционных взаимосвязей между основными селекционно-ценными признаками и густотой стояния растений показало, что существует ряд корреляционных связей, которые могут быть использованы при отборе наиболее устойчивых к стрессовым условиям выращивания генотипов.

Изучение комбинационной способности исходных родительских форм в зависимости от различных условий выращивания. Одним из необходимых требований к исходному материалу со стороны селекции на гетерозис является, в числе прочих, и подбор форм по наследственным факторам, определяющим комбинационную способность. Практически доказанной считается эффективность комбинационной оценки самоопыленных линий, с ее помощью создано большое количество гетерозисных гибридов, выделены ценные инбредные линии (С.Н. Новоселов, 2007).

В наших исследованиях оценку комбинационной способности наиболее перспективных самоопыленных линий проводили по данным урожайности тесткроссных гибридов, полученных в результате топкроссных скрещиваний в двух основных схемах. В первую схему скрещиваний входило 14 самоопыленных линий и 4 гибрида-анализатора. Вторая топкроссная схема по составляющим ее компонентам частично повторяла первую и включала 4 гибрида-анализатора и 10 самоопыленных линий. При этом также необходимо отметить, что в качестве родительских компонентов в скрещивания вовлекались линии, принадлежащие к различным гетерозисным группам зародышевой плаз-

мы, что согласно интерпретации G.F. Sprague, и J. W. Dudley (1988) способствует проявлению наиболее высоких гетерозисных эффектов.

Для более комплексной оценки новых самоопыленных линий их распределение по общей (ОКС) и специфической (СКС) комбинационной способности проводилось в зависимости от года изучения и различной густоты стояния растений.

На основании результатов однофакторного дисперсионного анализа установлена высокая значимость генотипических различий (Р<0,05) между тесткроссными гибридами по основным изучаемым признакам за оба года проведенных исследований (2012-2013гг.). Установлены и различия между исходными родительскими компонентами как под влиянием общей, так и специфической комбинационной способности (Р<0,05 - для двух видов дисперсий).

Отношения средних квадратов изменчивости ОКС и СКС, больше единицы, (ms0Kc /mscKi^l) указывает с некоторой долей вероятности на существенное превалирование в генетическом контроле изученных признаков аддитивных генетических эффектов, обуславливающих определенный уровень ОКС, над неаддитивными. Вместе с тем значимость средних квадратов СКС свидетельствует о существенности неаддитивных компонентов в генетической детерминации КС изучаемого набора генотипов.

Анализ комбинационной способности по признаку «урожайность зерна» показал, что высокой и стабильной оценкой эффектов ОКС, за два года исследований и независимо от густоты стояния растений, характеризуются следующие самоопыленные линии: Кр0361; Кр0480; Кр0325; Кр0166; Кр0404; Кр0501; Кр0345; Кр0381 (Таблица 3).

Таблица 3 - Значения эффектов общей комбинационной способности (в;) самоопыленных линий кукурузы по признакам «урожайность зерна» и «уборочная влажность зерна» в зависимости от густоты стояния растений (г. Краснодар, 2012-2013 гг.)

Эффекты ОКС по признаку урожайность зерна Эффекты ОКС по признаку уборочная влажность зерна

Линия 2012 год 2013 год 2012 год Г 2013 год

60 80 60 80 60 80 60 80

тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га

1-й блок линий

Кр0361 3,73 4,70 9,32 12,2 -0,30 -0,30 -0,39 -0,07

Кр0480 5,06 6,72 8,12 11,4 -0,12 -0,25 -0,69 -0,54

Кр0325 1,99 2,39 3,8 3,77 -0,37 -0,14 -0,30 0,19

Кр0166 3,06 4,92 6,88 5,68 -0,47 -0,15 -0,75 -1,06

Кр0404 3,60 2,60 4,27 5,6 -0,12 -0,17 -0,05 -1,03

НСР05 2,17 1,91 2,5 2,76 0,31 0,24 0,44 0,46

2-й блок линий

Кр0501 3,09 5,49 8,50 8,48 -0,04 -0,09 0,25 -0,74

Кр0345 5,07 5,83 2,89 6,41 -0,36 -0,03 -0,59 -0,20

Кр0381 4,57 3,38 6,97 9,21 -0,48 -0,23 0,10 -0,06

НСР„5 2,05 2,09 2,41 2,94 0,21 0,24 0,41 0,64

Изучение ОКС по признаку «уборочная влажность зерна» свидетельствует о том, что все выделенные линии, независимо от различных условиях выращивания, характеризуются средними либо низкими значениями эффектов ОКС. То есть данные формы при скрещивании с другими компонентами в пределах изученного набора тестеров дают гибридные комбинации с меньшей уборочной влажностью зерна. В соответствии, с этим все выделенные линии представляют несомненную практическую ценность, как исходный материал для гетерозисной селекции.

Значения варианс СКС по признакам «урожайность зерна» и «уборочная влажность зерна» изучаемых самоопыленных линий представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Значения варианс специфической комбинационной способности (с^) самоопыленных линий кукурузы по признакам «урожайность зерна» и «уборочная влажность зерна» в зависимости от густоты стояния растений (г. Краснодар, 2012-2013 гг.)

Вариансы СКС (а2а) по признаку Вариансы СКС (а^О по признаку

урожайность зерна уборочная влажность зерна

Линия 2012 год 2013 год 2012 год 2013 год

60 80 60 80 60 80 60 80

тыс ./га тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га тыс./га

1-й блок линий

Кр0361 24,4 19,5 42,4 75,9 0,21 0,10 0,08 0,12

Кр0480 25,8 25,4 28,1 123 0,18 0,03 -0,02 0,42

Кр0325 15,2 7,73 23,3 35,4 0,13 -0,03 0,70 1,31

Кр0166 30,9 55,8 116 114 0,13 0,03 0,53 -0,04

Кр0404 9,19 14,3 35,2 13,6 0,45 0,10 0,21 0,12

О среднее 13,3 19,8 26,1 29,8 0,2 0,12 0,33 0,85

2-й блок линий

Кр0501 26,6 34,4 98,3 103 0,1 -0,02 0,94 0,24

Кр0345 10,8 37,4 29,2 97,2 -0,02 0,03 0,27 0,57

Кр0381 33,3 69,1 66,2 77,7 0,31 0,32 0,57 0,91

соеднее 9 23,2 39,7 51,73 0,01 0,11 0,49 1,68

Анализируя полученные результаты, отметим, что существенно высокими и стабильными вариансами СКС (а^) по «признаку урожайность зерна», в различных условиях выращивания и независимо от густоты стояния растений, характеризуются следующие самоопыленные линии Кр0361, Кр0480, Кр0166, Кр0501, Кр0381. Учитывая высокую ОКС данных линий можно предположить, что в перспективе они могут быть использованы как для синтеза высокогетерозисных гибридных комбинаций различных типов сложности, так и для создания синтетических популяций с последующим отбором из них новых линий с высоким комбинационным потенциалом.

По признаку «уборочная влажность зерна» линии Кр0361, Кр0480, Кр0166, Кр0501, Кр0345 в большинстве случаев характеризуются низкими значениями варианс СКС. В соответствии с низкими эффектами ОКС, по данному признаку, можно предпо-

дожить возможность получения, с участием данных линий, гибридных комбинаций со стабильным проявлением низкой уборочной влажности зерна.

Практическим результатом совместной оценки КС потенциальных родительских форм, в топкроссных скрещиваниях, является создание высокогетерозисных гибридных комбинаций.

Глава 4. Результаты изучения раннеспелых гибридов кукурузы полученных в системе топкроссных скрещивании. Характеристика хозяйственно-ценных признаков лучших тесткроссов в зависимости от густоты стояния растений. В связи с тем, что испытания экспериментальных гибридов проводили в различные по влагообес-печенности годы, условия вегетации оказывали значительное влияние на их продуктивность. В таблицах 5-6 представлена характеристика наиболее перспективных гибридных комбинаций выделившихся по основным хозяйственно-ценным признакам за годы проведенных исследований.

Анализируя полученные результаты, отметим, что в контрастные по влагообеспе-ченности годы большинство выделенных гибридных комбинаций, созданных с участием новых линий, обладают достоверно более высокой продуктивностью и низкой или равной стандарту уборочной влажностью зерна (Таблица 5).

Таблица 5 - Характеристика раннеспелых гибридов кукурузы (ФАО 150-199) по основным хозяйственно-ценным признакам, при различной густоте стояния растений (КНИИСХ, 2012-2013 гг.)

Гибрид Урожайность зерна при 14% влажности, ц/га Уборочная влажность зерна, %

2012 год | 2013 год 2012 год | 2013 год

Густота стояния растений, тыс./га

60 80 60 80 60 80 60 80

Краснодарский 194МВ ст. 42,5 41,2 56,6 60,7 17,3 18,1 18 21,6

(Кр0229хКр0800)хКр0381 52,5 54,1 68,3 83,4 17,1 17,4 16,7 19,3

(Кр0228хКр0811)хКр0480 52,1 53,2 70,6 81,3 15,4 16,7 17,2 21,5

(КрО 159хКр225)хКр0361 49,1 50,2 71,3 76,6 16,0 16,3 18,0 19,1

(Кр098хКр0800)хКр0501 50,1 50,8 66,6 74,3 16,8 17,5 17,1 19,9

(Кр0227хКрО8ОЗ)хКр0166 48,1 50,7 62,1 75,9 15,5 17,2 16,9 20,6

(Кр0139хКр0823)хКр0345 47,5 49,6 66,3 72,1 16,6 17,3 18,3 19,1

(Кр0228хКр0811)хКр0404 47,2 48,1 62,3 68,9 17,3 17,6 16,4 18,5

Среднее по опыту 36,5 36,4 45,5 53 16,1 17,2 17,2 19,5

НСРо5 частных средних 6,54 7,83 0,76 1,73

Максимальная продуктивность выделенных гибридов, как в засушливых (2012 год), так и во влагообеспеченных (2013 год) условиях, наблюдается на более высоком фоне загущения посевов (80 тыс./га). Обращает на себя внимание и тот факт, что линии, используемые в лучших гибридных комбинациях (Кр0381, Кр0480, Кр0361, Кр0501) были выделены нами ранее как наиболее засухоустойчивые.

Стабильность выделившихся гибридов по продуктивности в различных условиях выращивания указывает, с большой долей вероятности, на их высокие адаптивные свойства. С другой стороны подтверждается высокая селекционная ценность исходных родительских компонентов и возможность создания на их основе раннеспелых гибридов обладающих высоким потенциалом урожайности и устойчивых к засушливым условиям выращивания.

В качестве основных морфологических критериев оценки наиболее перспективных гибридных комбинаций, рассмотрим признаки «высота растений» и «высота прикрепления початка» (Таблица 6).

Таблица 6 - Характеристика раннеспелых гибридов кукурузы (ФАО 150-199) по основным хозяйственно-ценным признакам, при различной густоте стояния растений (КНИИСХ, среднее за2012-2013гг.)

Гибрид Высота растений, см Высота прикрепления початка, см Продолжительность периода «всходы-цветение початков», дней

60 тыс./га 80 тыс./га 60 тыс./га 80 тыс./га

Краснодарский 194МВст. 214 218 88 85 42

(Кр0229хКр0800)хКр0381 215 214 82 91 43

(Кр0228хКр0811 )хКр0480 198 208 77 80 42

(Кр0159хКр225)хКр0361 220 219 86 75 43

(Кр098хКр0800)хКр0501 213 221 90 92 44

(Кр0227хКр0803 )хКрО 166 211 219 80 81 42

(КрО 139хКр0823)хКр0345 214 221 91 84 41

(Кр0228хКр0811 )хКр0404 208 208 81 80 43

НСР05 частных средних 21,3 15,8 -

Отметим, что экспериментальные гибриды существенно не отличались в пределах выделенной группы по анализируемым признакам, и в большинстве случаев, характеризовались как средние по высоте растения — 5 баллов (от 176 до 225 см, СЭВ, 1977). Высота прикрепления початка также была оптимальной для выделенных гибридных комбинаций и находилась на уровне 70-90 см, что в полной мере соответствует требованиям механизированной уборки. На основании этого можно сказать, что все выделенные гибридные комбинации представляют несомненную практическую ценность с точки зрения технологичности. Также отметим, что продолжительность вегетационного периода у анализируемых гибридов была равной стандарту и соответствовала раннеспелой группе спелости (ФАО 150-199).

Таким образом, выделенные по результатам испытания новые раннеспелые гибриды, обладают комплексом селекционных и хозяйственно ценных признаков, что является подтверждением эффективности проведенного селекционного отбора.

Оценка экологической адаптивности новых раннеспелых гибридов кукурузы. Суть следующего этапа заключалась в изучении и классификации новых раннеспелых гибридов кукурузы на основании учета показателей экологической адаптивности.

Основываясь на концепции относительно существенной вариабельности нормы реакции генотипов в зависимости от изменяющихся условий среды, оценка экологической адаптивности новых раннеспелых гибридов кукурузы осуществлялась на основании результатов их испытаний в различных природно-климатических зонах.

Результаты двухфакгорного дисперсионного анализа (генотип, условия) подтверждают достоверное влияние ш-роо ко логических условий среды и взаимодействия генотип-условия на урожайность зерна изучаемой группы гибридов (Р<0,05), что является основанием для дальнейшего проведения оценки экологической пластичности и стабильности по каждому отдельному генотипу (Таблица 7).

Таблица 7 - Параметры экологической пластичности и стабильности лучших раннеспелых гибридов кукурузы, ФАО 150-199 (среднее по четырем пунктам, за 2011-2013 гг.)

Гибрид Урожайность, ц/га Уборочная влаж-влажность зерна, % Пластичность, Ы Стабильность, БсИ2 Селекционная ценность, Сц Селекционный индекс ценности, Сиц

(0,9<Ь<1,1) - высокая фенотипическая стабильность

Краснодарский!94МВ ст. 47,5 18,6 1,07 3,26 3691 94

(Кр0139хКр0823)хКр0345 52,3 17,8 1,09 3,99 4209 124

(Кр0228хКр0811 )хКр0404 51,2 17,9 1,09 3,83 4154 119

1,1<Ь<1Д - интенсивная фенотипически высоко стабильная форма

(Кр0228хКр0811 )хКр0480 55,5 17,2 1,16 1,53 4850 156

(Кр0229хКр0800)хКр0381 55,8 17,4 1,20 2,95 4943 159

(Кр031хКр0802)хКр0501 52,2 17,6 1,12 3,42 4406 131

1.2<Ь<1,3 - интенсивная форма с пониженной фенотипической стабильностью

(КрО 159хКр225)хКр0361 54,5 18,0 1,22 1,97 4927 149

(Кр0227хКр0803)хКр0166 53,9 17,6 1,23 1,61 4809 147

(Кр098хКр0800)хКр0501 55,9 17,9 1,26 3,60 5264 164

Среднее по опыту 47,7 17,8 - - - -

НСР„5* частных средних 6,42 1,2 - - - -

В соответствии с предлагаемой интерпретацией (С.П. Мартынов, 1999) гибриды (Кр0228хКр0811)хКр0480, (Кр0229хКр0800)хКр0381 и (Кр031хКр0802)хКр0501 характеризуются как интенсивные формы с высокой фенотипической стабильностью (1,1 < Ы <1,2). При этом отклонение дисперсии признака относительно линии регрессии у данных гибридов является незначительным (5сН2<5,0), что свидетельствует о высокой стабильности их реакций в различных условиях выращивания. Такая классификация позволяет говорить о высоких адаптивных свойствах выделенных гибридов и указывает на возможность реализации их генетического потенциала, не только в условиях интенсивных технологий возделывания, но и в более широком спектре агроусловий. Гибриды

(Кр0159хКр225)хКр0361, (Кр0227хКр0803)хКр0166 и (Кр098хКр0800)хКр0501, характеризуются как интенсивные формы с пониженной фенотипической стабильностью (1,2< Ы <1,3). Величина дисперсии в данном случае также характеризуется слабым отклонением относительно линии регрессии (8с1г<5,0). Приведенные параметры адаптивности свидетельствуют не только о высокой норме реакции гибридов на положительные условия произрастания, но и об их более узкой специализации применительно к различным агроусловиям. Гибриды (Кр0139хКр0823)хКр0345, (Кр031хКр0802)хКр0162, (Кр0228хКр0811)хКр0404, а также Краснодарский 194 МВ, обладают самыми низкими значениями коэффициентов регрессии в изучаемой группе и в соответствии с этим характеризуются как генотипы, обладающие высокой фенотипической стабильностью (0,9<Ы<1,1; .<>(112<5,0). Отличительным свойством таких гибридов является исключительная способность более низкого темпа снижения продуктивности при ухудшении условий выращивания (низкий агрофон, биотические и абиотические стрессы).

Более наглядную реакцию генотипов на изменение условий дает метод графического анализа линий регрессии урожайности (Ы) на индексы условий среды (1]). В качестве примера на рисунке 1 представлены линии регрессии наиболее перспективных гибридов, относящихся к различным, ранее выделенным группам.

у = 1Д6х + 55,8 • Краснодарсяш194МВ ст. ^«у = 55,7

'„у = 1,09х+52 Лш (КР°98хКр0800)хКр0501

у = 1,07х + 47,5 х (Кр0229хКр0800)хКр0381

♦ (КрО 13 9хКр0823)хКр0345

-10 0 10 Индексы условий среды

---Линия регрессии

Краснодарский 194МВ ст.

— Линия регрессии (Кр098хКр0800)хКр0501

— Линия регрессии (Кр0229хКр0800)хКр0381

— - Линия регрессии

(Кр0139хКр0823)хКр0345

Рисунок 1 - Линии регрессии урожайности гибридов в зависимости от условий выращивания (2011-2013 гг.)

По данным графического анализа линии регрессии наиболее перспективных гибридов (Кр0229хКр0800)хКр0381 и (Кр098хКр0800)хКр0501, характеризующихся высокими адаптивными показателями, имеют сходный угол наклона и расположены параллельно линии средней урожайности стандарта, но с существенным ее превышением на вариантах с более благоприятными условиями. Линия регрессии гибрида (Кр0139хКр0823)хКр0345 резко отличается по углу наклона от линий регрессии высо-

копластичных гибридов, что свидетельствует о его более высокой стабильности в реакции на различные агроэкологические условия выращивания.

Аналогичные графики регрессий были получены для большинства выделенных гибридов относящихся к соответствующим группам.

В последние годы, наряду с величиной урожайности в системе экологического сортоиспытания, немаловажное значение приобретают такие, широко применяемые характеристики оценки гибридов кукурузы, как: селекционный индекс (С„) по B.C. Сотченко (1992); селекционная ценность гибрида (Сц) и селекционный индекс ценности (С,щ) по H.A. Орлянскому (2004). С учетом данных показателей лучшими гибридами для условий южных регионов России являются: (Кр098хКр0800)хКр0501; (Кр0229хКр0800)хКр0381 и (Кр0228хКр0811)хКр0480, характеризующиеся оптимальным сочетанием высокой продуктивности с низкой уборочной влажностью зерна в различных условиях выращивания.

Таким образом, проведенное комплексное изучение новых гибридов, основанное на методе регрессионного анализа с учетом средней урожайности, уборочной влажности н использованием формул для определения селекционной ценности, позволило классифицировать изучаемые гибриды по их адаптивной способности. На основании данных исследований был выделен ряд перспективных гибридных комбинации, обладающих высокими адаптивными свойствами, повышенной продуктивностью и стабильностью ее формирования в различных агроэкологических условиях выращивания.

Экономическая эффективность внедрения новых гибридов в производство. В наших исследованиях была проведена экономическая оценка перспективных гибридов кукурузы, существенно превышающих по урожайности зерна соответствующий стандарт Краснодарский 194МВ.

На основании полученных результатов установлено, что наиболее экономически оправданным является выращивание новых гибридов на зерно при густоте стояния растений 80 тыс./га. Это убедительно прослеживается по факту превышения, в сравнении со стандартом, таких основных экономических показателей как условно чистый доход и рентабельность (Таблица 8).

Анализируя полученные данные отметим, что наиболее высокий экономический эффект будет достигнут при внедрении в производство гибридов (Кр0228хКр0811)хКр0480, (Кр0229хКр0800)хКр0381 и (Кр098хКр0800)хКр0501. Условно чистый доход от их выращивания максимальный при густоте стояния 80 тыс./га - 30496, 29276 и 27019 руб. соответственно, а рентабельность - 173%, 165%, 156%, что на 69%, 61% и 52% выше, чем у стандарта.

Экономически оправданным является выращивание новых гибридов и при густоте стояния 60 тыс./га. Величина условно чистого дохода при этом у лучших гибридов

составляет: (Кр0229хКр0800)хКр0381 - 26073 руб.; (Кр098хКр0800)хКр0501 -25508 руб.; (Кр0228хКр0811)хКр0480 - 25081 руб., рентабельность - 154%, 148% и 147%, что на 49%, 43% и 42% соответственно выше, чем у стандарта.

Таблица 8 - Экономическая эффективность возделывания новых раннеспелых гибридов кукурузы, (г. Краснодар, среднее за 2012-2013гг.)

Густота стояния, тыс./га Урожай-жай-ность, ц/га Производственные затраты, руб. Стоимость продукции, руб. Условно чистый доход, руб. Рентабельность, %

Краснодарский 194МВ ст. 60 49,6 16959 34720 17761 105

80 50,9 17484 35630 18146 104

(Кр0228хКр0811 )х Кр0480 60 60,2 17059 42140 25081 147

80 68,8 17664 48160 30496 173

(Кр0229хКр0800)х Кр0381 60 61,5 16977 43050 26073 154

80 67,2 17764 47040 29276 165

(Кр098хКр0800)х Кр0501 60 61 17192 42700 25508 148

80 63,4 17361 44380 27019 156

Таким образом, проведенный анализ экономической эффективности, а также оценка фактических результатов урожайных данных и сравнение новых экспериментальных гибридов с базовым вариантом (стандартом) позволили определить эффективность их выращивания и окупаемость дополнительных затрат.

ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных испытаний исходного материала на фоне различной густоты стояния растений выделены новые перспективные самоопыленные линии кукурузы Кр0480, Кр0381, Кр0501, Кр0345, Кр0361, Кр0404, Кр0325, Кр0166, характеризующиеся высокой адаптивностью к стрессовым условиям выращивания и устойчивостью к загущению посевов.

2. Выделенные самоопыленные линии Кр0381, Кр0361, Кр0404, Кр0325 характеризуются как устойчивые к засушливым условиям выращивания, линии Кр0480, Кр0501, Кр0345, Кр0162 характеризуются как умеренно-устойчивые.

3. Результаты изучения морфологических, фенологических, структурных и биометрических показателей позволили установить, что самоопыленные линии Кр0480, Кр0381, Кр0501, Кр0361, Кр0345 и Кр0166, независимо от густоты стояния растений и различных агроклиматических условий выращивания, обладали высокой стабильностью в проявлении основных селекционно-ценных признаков.

4. На основании результатов корреляционного анализа установлено, что преобладающее влияние на урожайность зерна самоопыленных линий оказывает густота стояния растений (г|2=46%). Стабильность в формировании продуктивности самоопыленных линий в

условиях повышенного загущения посевов, в большинстве случаев, зависела от комбинированного влияния основных структурных элементов - «количество зерен на початке» и «масса 1000 зерен» (Д2=45%). Установлены корреляционные связи, которые могут быть использованы при отборе наиболее высокопродуктивных генотипов в засушливых условиях выращивания.

5. В генетическом контроле изучаемых признаков исходных родительских форм, а также созданных на их основе гибридных комбинаций установлено доминирование аддитивных и существенная роль неаддитивных генных эффектов взаимодействий.

6. Систематизация оценок комбинационной способности нового исходного материала, в различных условиях выращивания, позволила идентифицировать группу наиболее ценных в селекционном отношении раннеспелых самоопыленных линий Кр0361, Кр0480, Кр0325, Кр0166, Кр0404, Кр0501, Кр0345, Кр0381 и тестеров Кр0228хКр0811, Кр031хКр0802, Кр0159хКр225, Кр098хКр0800 представляющих несомненную практическую значимость, как исходный материал для гетерозисной селекции.

7. Практическим результатом оценки комбинационной способности потенциальных родительских форм и учетом других показателей является создание новых раннеспелых высокогетерозисных гибридных комбинаций (Кр0228хКр0811)хКр0480, (Кр0227хКр0803)хКр0166, (Кр0159хКр225)хКр0361, (Кр0228хКр0811)хКр0404, (Кр0229хКр0800)хКр0381, (Кр098хКр0800)хКр0501, (Кр0139хКр0823)хКр0345, (Кр031хКр0802)хКр0501 которые обладают комплексом селекционных и хозяйственно-ценных признаков и свойств.

8. На основании изучения экологической адаптивности новых раннеспелых гибридов выделены высокопластичные гибридные комбинации интенсивного типа (Кр0228хКр0811)хКр0480, (Кр0229хКр0800)хКр0381, (Кр098хКр0800)хКр0501, (Кр0159хКр225)хКр0361 характеризующиеся высокой продуктивностью и стабильностью ее формирования в различных агроэкологических условиях выращивания.

9. Определена экономическая эффективность возделывания новых раннеспелых гибридов кукурузы. Максимальный экономический эффект будет достигнут при выращивании гибридов (Кр0228хКр0811)хКр0480, (Кр0229хКр0800)хКр0381 и (Кр098хКр0800)хКр0501.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ

1. С целью повышения эффективности селекционного процесса рекомендуется учитывать продуктивность и значения адаптивности потенциальных родительских форм на фоне различного загущения посевов и в различных агроэкологических условиях выращивания, что ускорит создание высокопродуктивных гибридов с широкой экологической пластичностью.

2. Самоопыленные линии Кр0361, Кр0480, Кр0325, Кр0166, Кр0404, Кр0501, Кр0345, Кр0381 рекомендуется использовать в зонах недостаточного и неустойчивого увлажнения в качестве источников высокой комбинационной способности по урожайности, уборочной влажности зерна и другим селекционно-ценным признакам.

3. Линии Кр0361, Кр0480, Кр0166, Кр0501, Кр0381 могут служить ценным исходным материалом в селекционных программах ориентированных на создание высокогетеро-зисных гибридов зернового типа с низкой уборочной влажностью зерна, а также в селекции на экологическую адаптивность и устойчивость к загущению. Выделенные линии рекомендуется вовлекать в процесс создания регионально адаптированных доноров основных хозяйственно ценных признаков.

4. Гибриды Кр0159хКр0805, Кр0227хКр0803, Кр0159хКр225, Кр0228хКр0811, Кр0229хКр0800, Кр031хКр0802, Кр0139хКр0823, Кр098хКр0800 рекомендуется использовать, в качестве тестеров, для определения комбинационной способности новых самоопыленных линий в засушливых условия выращивания.

5. Гибриды Кр0228хКр0811, Кр031хКр0802, Кр0159хКр225 и Кр098хКр0800 рекомендуются в качестве материнских форм для синтеза раннеспелых гибридов кукурузы зернового типа, как компоненты синтетических популяций при селекции на продуктивность, а также для непосредственного коммерческого применения в качестве материнских форм в перспективных гибридных комбинациях.

6. Выделенные раннеспелые гибридные комбинации (Кр0228хКр0811)хКр0480, (Кр0229хКр0800)хКр0381 и (Кр098хКр0800)хКр0501 рекомендуются для дальнейшего изучения в системе конкурсного и экологического испытаний в южных регионах РФ с целью их последующей передачи в Государственное сортоиспытание (ГСИ).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

I. Статьи в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ:

1. Анашенков, С.С. Анализ комбинационной способности новых самоопыленных линий и тестеров кукурузы [Электронный ресурс] / С.С. Анашенков // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. - 2012. - № 06 (080). С. 1 - 10. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2012/06/pdf/01 .pdf.

2. Гульняшкин, A.B. Селекция гибридов кукурузы адаптированных к засушливым условиям юга России / A.B. Гульняшкин, С.С. Анашенков, Д.В. Варламов // Зерновое хозяйство России. - 2013. - №4. - С. 7 - 13.

II. Статьи в аналитических сборниках и материалах конференций:

3. Гульняшкин, A.B. Селекция новых раннеспелых гибридов кукурузы для север-нон зоны Краснодарского края / A.B. Гульняшкин, С.С. Анашенков, Д.В. Варламов // Материалы Международной научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и бизнеса для обеспечения продовольственной безопасности Российской Федерации» - пос. Персиановский (Ростовской обл.), 2010. - С. 139-141.

4. Анашенков С.С. Идентификация самоопыленных линий кукурузы в зависимости от густоты стояния растений / С.С. Анашенков, А.Ю. Слащев // Материалы V Всероссийской конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». - Краснодар, 2011. - С. 72 - 74.

5. Гульняшкин, A.B. Изучение комбинационной способности новых самоопыленных линий кукурузы / A.B. Гульняшкин, С.С. Анашенков, Варламов Д.В. // Материалы V Всероссийской конференции молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса». - Краснодар, 2011. - С. 80-82.

6. Гульняшкин, A.B. Изучение комбинационной способности среднеспелых линий кукурузы с различной генетической основой / A.B. Гульняшкин, С.С. Анашенков, Д.В. Варламов // Материалы Международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции инновационного развития агропромышленного комплекса и аграрного образования России» - пос. Персиановский (Ростовской обл.), 2012. - С. 122 - 126.

7. Гульняшкин, A.B. Селекция нового исходного материала кукурузы на устойчивость к загущению в посевах / A.B. Гульняшкин, С.С. Анашенков, М.А. Рубан // Материалы Международной научно-практической конференции «Проблемы и тенденции инновационного развития агропромышленного комплекса и аграрного образования России» - пос. Персиановский (Ростовской обл.), 2012. - С. 126 - 128.

8. Гульняшкин, A.B. Изменчивость селекционной ценности исходного материала при различной густоте стояния растений / A.B. Гульняшкин, С.С. Анашенков, И.М. Чилашвили // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные и новые направления в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур» - Владикавказ, 2012. - С. 61 - 64.

9. Гульняшкин, A.B. Оценка комбинационной способности новых самоопыленных линий кукурузы с различной генетической основой / A.B. Гульняшкин, С.С. Анашенков, П.В. Чуйкин, // Материалы Всероссийской конференции «ВНИИ кукурузы -25 лет». - Пятигорск, 2012. - С. 109 - 119.

10. Анашенков, С.С. Селекционная оценка новых самоопыленных линий кукурузы в системе топкроссных скрещиваний / С.С. Анашенков // Материалы Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие АПК в России» -Саратов, 2013.-С. 13- 17.

Подписано в печать 25.03.2014 г. Бумага офсетная Тираж 100 экз.

Формат 60x80 1/16 Цифровая печать Заказ № 24-03-14

Отпечатано ИП Суворов А. Г. 350000, г. Краснодар, ул. Рашпилевская, 125

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Анашенков, Сергей Сергеевич, Краснодар

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КРАСНОДАРСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА ИМЕНИ П.П. ЛУКЬЯНЕНКО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

АНАШЕНКОВ СЕГРЕЙ СЕРГЕЕВИЧ

СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ РАННЕСПЕЛЫХ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ АДАПТИРОВАННЫХ К ЗАСУШЛИВЫМ УСЛОВИЯМ ЮГА РОССИИ

Специальность: 06.01.05 - селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация

на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель: кандидат с.-х. наук А.В. Гульняшкин

Краснодар - 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................4

ГЛАВА 1. СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ В ЗОНАХ НЕДОСТАТОЧНОГО И НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).................................................................................................9

1.1 Самоопыленные линии как исходный материал для гетерозисной селекции кукурузы (создание, оценка, классификация).........................................9

1.2 Селекция исходного материала на устойчивость к загущению посевов........23

1.3 Селекция на раннеспелость.................................................................................27

1.4 Селекция на засухоустойчивость........................................................................31

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................................................37

2.1 Почвенно-климатическая характеристика условий проведения исследований...............................................................................................................37

2.2 Исходный материал и методика проведения исследований............................49

ГЛАВА 3. СОЗДАНИЕ И ОЦЕНКА НОВОГО ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ РАННЕСПЕЛЫХ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ........................................53

3.1 Создание и классификация нового исходного материала................................53

3.2 Изучение основных селекционно-ценных признаков нового исходного материала в зависимости от густоты стояния растений.........................................59

3.3 Изучение адаптивности нового исходного материала в стрессовых условиях, вызванных загущением посевов...............................................................................75

3.4 Оценка засухоустойчивости раннеспелых самоопыленных линий кукурузы......................................................................................................................79

3.5 Характеристика устойчивых к засухе самоопыленных линий по комплексу селекционно-ценных признаков в зависимости от густоты стояния растений ...85

3.6 Корреляционно-регрессионный анализ селекционно-ценных признаков самоопыленных линий кукурузы..............................................................................99

3.7 Изучение комбинационной способности исходных родительских форм

в зависимости от различных условий выращивания............................................110

3.7.1 Анализ общей комбинационной способности самоопыленных линий и тестеров кукурузы.................................................................................................112

3.7.2 Анализ специфической комбинационной способности самоопыленных

линий и тестеров кукурузы..................................................................................118

ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ РАННЕСПЕЛЫХ ГИБРИДОВ КУКУРУЗЫ, ПОЛУЧЕННЫХ В СИСТЕМЕ ТОПКРОССНЫХ СКРЕЩИВАНИЙ........................................................................................................128

4.1 Определение эффектов гетерозиса у тесткроссов по признаку урожайность зерна...........................................................................................................................128

4.2 Характеристика хозяйственно-ценных признаков лучших тесткроссов в зависимости от густоты стояния растений............................................................132

4.3 Оценка экологической адаптивности новых раннеспелых гибридов кукурузы....................................................................................................................141

4.4 Экономическая оценка эффективности внедрения новых гибридов в производство.............................................................................................................155

ВЫВОДЫ......................................................................................................................160

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ.........................................................................162

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................164

ПРИЛОЖЕНИЯ...........................................................................................................187

ВВЕДЕНИЕ

Кукуруза принадлежит к числу важнейших зерновых культур, ее выращивают во всем мире: от тропических широт до скандинавских стран. По данным ФАО, международной организации по продовольствию и сельскому хозяйству при ООН среди возделываемых растений кукуруза занимает первое место в мире по валовым сборам зерна и третье место по посевным площадям, после пшеницы и риса.

Краснодарский край является одним из основных поставщиков широкого спектра гибридов кукурузы в Российской Федерации, поэтому вопросам, касающимся селекции и семеноводства этой культуры здесь уделяется большое внимание. Последнее десятилетие характеризовалось значительными успехами в совершенствовании методов селекции гибридной кукурузы, а многие новые районированные и перспективные гибриды, созданные селекционерами Краснодарского НИИСХ, не уступают по основным хозяйственно-ценным признакам зарубежным.

Анализ продуктивности гибридов с различным вегетационным периодом свидетельствует о необходимости гораздо большего использования в посевах на зерно гибридов более ранних групп спелости, особенно в засушливые годы, когда позднеспелые гибриды из-за дефицита влаги не могут реализовать свои потенциальные возможности [8].

В связи с этим на сегодняшний день одним из наиболее приоритетных направлений в современных программах по селекции кукурузы, проводимых как отечественными, так и зарубежными научно-исследовательскими учреждениями, является создание высокопродуктивных раннеспелых гибридов, обладающих устойчивостью к экологическим факторам среды, лимитирующим формирование потенциально возможной продуктивности. При этом особую значимость для условий юга страны приобретают гибриды с коротким вегетационным периодом,

характеризующиеся засухоустойчивостью и пластичностью в сочетании с высокой продуктивностью и быстрой отдачей влаги зерном при созревании.

Для успешного создания таких гибридов нужен принципиально новый исходный материал с набором полезных признаков и свойств, отвечающий требованиям зоны семеноводства и дающий высокопродуктивные гибриды, пригодные для выращивания в различных агроэкологических зонах. В этой связи, основные концептуальные аспекты селекции гибридной кукурузы, в современной интерпретации, предусматривают интенсификацию работ по созданию, оценке и систематизации нового исходного материала. Это способствует расширению и качественному обогащению генофонда раннеспелых самоопыленных линий кукурузы, а также более целенаправленному их использованию в селекционных программах, ориентированных на создание высокогетерозисных гибридов.

Учитывая актуальную направленность данной проблемы и ее высокую практическую значимость, в рамках научно-исследовательской программы отдела селекции и семеноводства кукурузы Краснодарского НИИСХ была организована и проведена настоящая селекционная работа.

Цели н задачи исследований. Цель работы - комплексное изучение, отбор, оценка и систематизация нового исходного материала для создания на его основе раннеспелых гибридов кукурузы, максимально адаптированных к засушливым условиям выращивания.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- провести анализ зерновой продуктивности исходных родительских компонентов на фоне различной густоты стояния растений;

- оценить адаптивность и засухоустойчивость новых раннеспелых самоопыленных линий кукурузы;

- выявить особенности формирования структуры фенотипической изменчивости количественных признаков самоопыленных линий кукурузы в зависимости от густоты стояния растений и установить корреляционные взаимосвязи между ними;

- изучить основные закономерности проявления комбинационной способности исходных родительских форм в зависимости от густоты стояния растений;

- изучить новые раннеспелые гибриды по основным хозяйственно-ценным признакам на фоне различной густоты стояния растений;

- определить экологическую адаптивность перспективных гибридов к различным природно-климатическим условиям и конкретизировать сферу их дальнейшего применения;

- оценить экономическую эффективность возделывания новых раннеспелых гибридов кукурузы.

Научная новизна. В условиях центральной и северной зон Краснодарского края для селекции раннеспелых гибридов кукурузы создан новый, генетически устойчивый исходный материал с улучшенными морфологическими признаками, оптимально сочетающий скороспелость, засухоустойчивость, продуктивность, технологичность и экологическую адаптивность.

Для целей адаптивной селекции экспериментально подобраны новые гибриды-анализаторы (тестеры), объективно характеризующие комбинационный потенциал самоопыленных линий в засушливых условиях выращивания.

Созданы новые раннеспелые высокогетерозисные гибриды кукурузы интенсивного типа, обладающие повышенными адаптивными свойствами, высокой продуктивностью и стабильностью ее формирования в различных агроэкологиче-ских условиях выращивания.

Практическая значимость результатов исследований. Выявлены новые источники высокой комбинационной способности (самоопыленные линии), обладающие комплексом селекционно-ценных признаков и свойств, которые широко используются в селекционных программах института ориентированных на создание высокогетерозисных гибридов кукурузы зернового типа с низкой уборочной влажностью зерна, а также в селекции на экологическую адаптивность и устойчивость к загущению. Лучшие самоопыленные линии вовлечены в процесс создания регионально адаптированных доноров хозяйственно-ценных признаков.

Для оценки комбинационного потенциала новых самоопыленных линий экспериментально подобраны гибриды-анализаторы (тестеры), лучшие из которых рекомендуются в качестве материнских форм для синтеза раннеспелых гибридов кукурузы зернового типа.

Созданы новые высокопродуктивные раннеспелые гибриды кукурузы адаптированные к различным условиям выращивания.

Определена экономическая эффективность внедрения новых раннеспелых гибридов кукурузы для южных регионов России.

Созданный качественно новый селекционный материал и полученные на его основе гибриды являются определенным вкладом в генофонд (биологические ресурсы) данной культуры.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Характеристика нового раннеспелого исходного материала обладающего комплексом селекционно-ценных признаков и свойств и результаты его изучения.

2. Особенности формирования селекционно-ценных признаков самоопыленных линий в зависимости от густоты стояния растений и корреляционные взаимосвязи между ними.

3. Основные закономерности проявления комбинационной способности исходных родительских форм в зависимости от различных условий выращивания.

4. Характеристика новых раннеспелых гибридов кукурузы по основным хозяйственно-ценным признакам и свойствам, их экологическая адаптивность к различным природно-климатическим условиям.

5. Экономическая эффективность возделывания новых раннеспелых гибридов кукурузы.

Личный вклад автора. Соискателю принадлежит разработка программы исследований, составление схем экспериментов, непосредственное участие в их проведении, подбор родительских компонентов и осуществление гибридизации, обработка и консолидация полученных данных, анализ, интерпретация и апробация результатов исследований, написание научных статей, диссертационной работы и автореферата.

Апробация работы и публикация результатов. Основные положения диссертации докладывались на заседаниях методического совета ГНУ Краснодарский НИИСХ Россельхозакадемии, а также были представлены на международных и всероссийских научно-практических конференциях, в числе которых: всероссийский конкурс на лучшую научную работу среди студентов высших учебных заведений Минсельхоза России по номинации «Агрономия» (Зерноград, 2010); V всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых «Научное обеспечение агропромышленного комплекса» (г. Краснодар, 2011); международная научно-практическая конференция «Проблемы и тенденции инновационного развития агропромышленного комплекса и аграрного образования России» (пос. Персиановский, Ростовская обл., 2012); международная научно-практическая конференция «Актуальные и новые направления в селекции и семеноводстве сельскохозяйственных культур» (г. Владикавказ, 2012); научно-практическая конференция, посвященная 25-летию ГНУ ВНИИ кукурузы (г. Пятигорск, 2012); международная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Инновационное развитие АПК в России» (г. Саратов, 2013).

Основные результаты диссертации опубликованы в 10 научных статьях, в том числе 2 в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 205 страницах, состоит из введения, четырех глав, выводов, предложений для селекции, списка использованной литературы и приложений.

Экспериментальные данные приведены в 45 таблицах, 26 рисунках и 26 приложениях. Список использованной литературы содержит 230 источников, в том числе - 63 иностранных.

ГЛАВА 1. СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ В ЗОНАХ НЕДОСТАТОЧНОГО И НЕУСТОЙЧИВОГО УВЛАЖНЕНИЯ

(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Самоопыленные линии как исходный материал для гетерозисной селекции кукурузы (создание, оценка, классификация)

Создание самоопыленных линий. Практическое использование инцухт-линий началось после блестящих исследований Дж. Шелла [74]. На сегодняшний день, современная селекция кукурузы немыслима без использования самоопыленных линий в качестве исходного материала для создания высокогетерозисных гибридов кукурузы.

На первых этапах селекции единственными источниками зародышевой плазмы для закладки линий служили адаптированные к местным условиям сорта.

Большая селекционная работа по созданию первых самоопыленных линий из сортов кукурузы была проведена многими известными российскими учеными. Так, на Черновицкой опытной станции из сорта Зубовидная 3135 была создана линия Черновицкая 21, созревающая на 8-10 дней раньше оригинального сорта, ценные инбредные линии были созданы на базе сортов Лиминг и Айвори-Кинг [59; 60].

Комплексное изучение 255 местных сортов было проведено в Украинском НИИ растениеводства, селекции и генетики (1965-1986 гг.). Лучшие, из выделенных сортов - Воронежская 76, Зубовидная 3135, Старинская и др., стали родоначальниками выдающихся инбредных линий [28].

Ценные самоопыленные линии получены из таких сортов как: Грушевская (Г 380); Днепровская (Б 907); Добруджанка [103; 105].

Однако результаты селекционной практики показали, что использование в качестве исходного материала сортов местной селекции, для создания раннеспелых самоопыленных линий, является малоэффективным в связи с низким выходом образцов с необходимыми селекционно-ценными свойствами [26].

В настоящее время источниками для создания инцухт-линий служат гибриды разных типов сложности - межсортовые, сортолинейные, простые, трехлинейные, двойные, межлинейные, многолинейные, а также синтетические гибридные популяции и сорта, характеризующиеся высокой комбинационной способностью, засухоустойчивостью, холодостойкостью, устойчивостью к болезням, высокой продуктивностью и другими ценными свойствами.

Тем не менее, старые сорта также не утратили своего значения. С целью сохранения и поддержания генетических ресурсов кукурузы в ведущих странах созданы национальные хранилища (США, Япония, Россия, и др.). Более 12 тыс. образцов кукурузы хранится в Мексиканском международном центре (СИММИТ) [166]. Значительная работа по сбору, изучению и практическому применению сортов кукурузы в селекционной практике проводится в Болгарии [138; 139]. В Российской Федерации основным хранителем мирового разнообразия кукурузы является Генбанк ВИР им. Н.И. Вавилова [161].

По мнению ряда исследователей важнейшими источниками для создания раннеспелых самоопыленных линий являются синтетические популяции [163]. Для концентрации благоприятных генов используются синтетики с узкой генетической основой, созданные из небольшого числа родственных элитных линий или же скрещиванием одной линии с несколькими донорами [36; 170].

Исследования, проведенные в Краснодарском НИИСХ Россельхозакадемии, показали высокую эффективность получения раннеспелых самоопыленных линий кукурузы на основе синтетических популяций [153]. Так, в 2004 году в условиях центральной зоны Краснодарского края была проведена работа по созданию нового исходного материала для селекции кукурузы. Источником новых раннеспелых линий кукурузы служили гибриды и популяции с участием таких доноров раннеспелости, как РЬ8 61,СН 62, �