Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Создание исходного материала при селекции костреца безостого в Приангарье

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Мирвода, Сергей Васильевич, Новосибирск

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕН™ НАУК

СИБИРСКОЕ OTJ

ПРИ CI

КОСТРЩА БЕЗОСТОГО В ПРИАНГАРЪЕ

,01.05 - селекция ж семеноводство

Шееертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Научный руководитель : доктор сельскохозяйственных наук, академик РАСХН П.Л. Гончаров

Новеекдярск 1999

f~S г к/ V.

) Д Е ? Ж А Н И К

ВВЕДЕНИЕ 4 >

1 . CEÖOP ЖГЕРАТУРЕ

IЛ. История травосеяния и селекции костреца

безостого в Сибири 7

1.2. Характеристика много пет них трав и место костреца безостого Vi-

1.3. Районирсавнше (включенные в реестр госрз-

■ гистрации) сорта костреца безостого 23

Исходный материал для се пек ци к 25

1.5. Ботаническая и о'иоэкологическая характеристика костреца безостого 36

2, УСЛОВИЯ, МЕТОДЫ РАБОТЕ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Опытное попе и погодные условия 1991-1996 гг. 51

2 „2 . Цель -и задачи -исследований 65 2.3. Методика проведения исследований 66

3*. РЕЗУЛЬТАТЕ. ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1, Создание, изучение и оценка исходного материала

' при: селекции костреца безостого 68

3.2, Изучение ховяйственно-биологических свойств колпекциоиного материала костреца безостого

3 .2 .1 .Вегетационный период 72 3.2 .2 .Высота и интенсивность роста растений 77 3.2 .3 .Общая кустистость ^побегообразование) и

поражаемостъ болезнями коллекции костреца безостого ВО

3.2 Л.Урожайность зеленой массы и семян ВО

3 »2 .5 .Характеристика некоторых гордо логических я

хозяйственно-ценных признаков 95

3 «2 ,б .Химический состав к питательная ценность корноаой массы выделившихся образцов

3.3, Гибридизация костреца безостого ITC ЗА, Создание с лож во гибридных популяций и сценка

нового селекционного материала 123

3,5 . Итоги селекционной работа

3 .5 ,1. Перспективнее рормь; кострец» безостого созданные на основе гибридизации Нон^е сорта и сеиенц'о на. е Зиршл кострена безоотого

ВЗШДЗ

П^АШГИЧЕОЗИЛ ШХлША1Ш ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ И ПРОИЗВОЛОТБА

СПИСОК ОПЗБЛЖС Б АНПЗ X РАБОТ

Т""1 7 " О/"4. " О 7Т: П1"П*Г'. ГрУг7Д> ДР

ввщша

Актуальность темы. В решении задач обеспечения населения ' страны продуктами питания животного происхождения важное место занимает проблема увеличения производства деше -вых и высококачественных кормов, которая может быть реализо -в ан а к а основе дальнейшей мнтенсифй кации лу гоп астбищного и полевого кормопроизводства.

Создание прочной кормовой базы - основа стабильности как общественного, так и частного животноводства. Важный резерв увеличения производства кормов - выращивание новых продуктивных видов и сортов многолетних кормовых трав с высокой урожайностью кормовой массы и семян, устойчивых к неблагоприятным факторам внешней средни болезням.

Костреп безостый - по высокой и довольна устойчивой урожайности, кормовым качествам, засухоустойчивости, способности произрастать в районах с различными почвенко-климатическими условиями 5 а такхе по ряду других качеств занимает одно из первых мест среди многолетних злаковых трав. Е этой группе он является одним из распространенных видов, используемых в полевом я луговом травосеянии Восточной Сибири.

Для Восточной Сибири, и Иркутской области, в частности, важной задачей является создание урожайных, многоукосных, зимостойких , засухоустойчивых сортов костреца безостого с разным ритмом развития. Которые наряду с долголетием долены обла -дать высокой побегообразовательной способностью, обеспечивать двух-трехкратное скашивание или стравливание, иметь хорошую питательность и переваримость корма, высокую устойчивость к болезням, отличаться засухоустойчивостью и зимостоикостью.

Концепция создания сорта определяется тем, что будущий сорт должен быть адаптированным к условиям предполагаемой зоны возделывания, отличаться засухоустойчивостью, жаростойкостью, холодостойкостью, солестойносты) и кислотоустойчивостью. Сорт должен отвечать заданным параметрам по продуктивности, устойчивости к стрессам, иммунности и стабильности урожаев при неустойчивых гидротермических режимах.

В связи с этим, особую актуальность при создании исходного материала для селекции сортов костреца безостого ин -генсизного типа имеет изучение и использование образцов ми -ровой коллекции ВИР, как источников высокой продуктивности,

скороспелости, качества корма, устойчивости к болезнями других хозяйственно-ценных признаков. Такой мате {мал вполне может обеспечить создание более высокоурожайных сортов с высоким качеством, за счет выявления потенциальных резервов исходного материала и применения прогрессивных методов се -лекции. <2 тим обусловлена актуальность диссертационной темы по кострецу безостому.

Цель и задачи исследований. Целью работы являлось создание исходного материала, который послужит основой для полу -чения новых сортов костреца безостого с улучшенными качественными и количественными характеристиками. Путем изучения био -логических , хозяйственных и морфологических признаков и свойств сортов и дикорастущих образцов коллекции костреца безостого, выделения лучших из них для использования в создании новых сортов интенсивного типа. Б задачи исследований входило:

- изучение коллекционных образцов и выявление ценных по важ-вейшим селекционным признакам (урожайности семян, облиствен-ности, устойчивости к засухе, болезням и др.) , выявление образцов, сочетающих высокую зимостойкость и урожайность кормовой массы с высоким качеством корма;

- создание гибридных форм3 обладающих селекционной ценностью по устойчивости, продуктивности и качеству;

~ испытание выделившихся образцов и гибридов в селекционных питомниках по важнейшим признакам;

- изучение изменчивости количественных признаков

способствующие целенаправленному подбору форм для гибридизации;

- оценка лучших семей, гибридов, сортов на разных этапах селекционной проработки.

Научная новизна работы. В условиях Иркутской области проведены комплексные исследования по оценке коллекционных; образцов различного эколого-географического происхождения. Кроме известных большое количество сортов изучались впервые. Выявлены сорта и образцы с высокой зимостойкостью, про -дуктивностью зеленой и сухой массы, засухоустойчивостью, вы -соким содержанием питательных веществ, отличающихся хорошей семенной продуктивностью.

Районированные сорта костреца безостого в Приангарье не полностью удовлетворяют производство по сочетанию продуктивности биомассы и семян, устойчивости к засолению и иммунности.

Необходимо создать copra с заданными параметрами. Новизна работы заключается в том, что доноры и источники устой -чивости сибирских сортов вводятся в геном сортов ВИРовСКОЙ коллекции, обладающих высокой продуктивностью и иммунностью. Путем простой и сложной гибридизации будет создан новый материал устойчивый к болезням и вредителям, более урожайный и отзывчивый на плодородие и увлажнение.

В условиях Приангарья выделены исходные ' родительские клоны и сформированы перспективные популяции, установлены корреляционные связи между основными хозяйственно-ценными признаками и биологическими свойствами растений.

Практическая значимость работы. Создан ценный исходный материал, костреца безостого, который используется в селекционной работе. Будут созданы новые сорта костреца безостого, сочетающие высокую продуктивность кормовой массы с семенной продуктивностью, облиственностью, засухоустойчивостью и иммунностью.

С использованием- биотипического отбора созданы перспективные сложногибридные популяции.

Апробация. Результаты исследований ежегодно докладывались на ученых советах Тулунекой ÍÜC, заседаниях совета лаборатории трав НПО "Селекция" СибНИИРСа, на совещаниях и семинарах Иркутской области, на научной конференции по растениеводству, селекции, земледелию и охране окружающей среды (Красноярск, 19S6rJ , на научно-методической конференции по растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству, посвященной 80-летию Тулунсной ГШ (гЛ'улун, 1997г.) , на научно-методической конференции по растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству, посвященной 170-леэшв опытного дела ( г .Омск, 1998г.).

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. История травосеяния в Сибири и селекция

костреца безостого

Кострец безостый введен в культуру более 130 лет тому назад. Его распространение в странах Европы, Азии, Америки произошло в середине XIX века. По свидетельству известного русского агронома И .Н.Клингена (1809), кострец безостш в нашей стране начали возделывать в шестидесятые годы прошлого столетия крестьяне бывшего Задонского уезда Воронежской губернии и Елецкого уезда Орловской губернии.

Одним из районов, где впервые стали широко выращивать кострец безостый, был бывший Балашевский уезд Саратовской губернии. Первый опыт широкого введения в культуру костреца безостого в этой местности принадлежит агроному Шраму 1875 (Андреев, 1986). Б 1671г. кострец безостый высевали в Диканьке Полтавской губернии, где ок отлично выдерживал засужу и давал весьма обильные укосы питательного сена.

Впервые кострец безостый сеяли в Московской области в 50годах прошлого столетия в бывшем Верейском уезде. Примерно в эти же годы его начали сеять и в других районах России. Площадь посева культуры в европейской и азиатской частях России к 1905г. достигала Ьбтыс.га.

Во второй половине XIX века кострец безостый начали возделывать и в других странах - сначала в Венгрии, а затем в Канаде и США. Б конце прошлого века в Венгрии было организовано товарное семеноводство костреца безостого, что способствовало его распространению в другие страны.

По данным й.К.Клингена, в 1898г. из Поволжья через профессора Ганзена в США было завезено 720 пудов семян костреца безостого. 0 тех пор кострец сделался излюбленной травой скотоводов США. Широко распространен кострец в Канаде, попавший туда из Венгрии в 1888г»

Изучение этого злака в нашем стране было начато на Балашовской, Куйбышевской (ьеаенчукская), Тулунекой сельскохозяйственных опытных станциях, в Сибирском научно-исследовательском институте сельского хозяйства (СибШСХ),

на Краснокутской, МоршанскоН опыагно-селекционных станциях и многих других.

Исследовательские работы в начале сводились в основном к определению урожая в различные годы замани костреца безостого , к установлению правильных приемов возделывания. Проводили сравнительное изучение различных видов злаковых трав, выявляя наиболее урожайные.

Посевы многолетних трав в 1912-1914гг. с целью выяснения возможности ' их культуры в Восточной Сибири произвел В .Писарев на Тулукекой опытной станции и на Баяздаевс-кок опытном поде, первым научным руководителем которых он являлся. Они показали превосходство костреца над другими многолетними злаковыми травами. Особенно их привлекли ценные качества - высокая зимостойкость и засухоустойчивость костреца безостого.

Из отчета Тулунской сельскохозяйственной опытной станции, изданного в 1916г. (Писарев, 191с) видно, что посевы многолетних трав на первых порах оказались неудачныш: бобовые травы - клевер и люцерна - вымерзли, тимофеевка быстр изреживалась. Наиболее стойкими против сибирских морозов и весенней засухи оказались люцерна плоскоплодная, пырей американский и кострец безостый.

Несмотря на неудачи с отдельными травами, В.Е.Писарев отметил, что культура некоторых видов трав возможна в Восточной Сибири и обратил внимание опытников на вопросы агротехники трав.

Впервые селекцией кормовых • трав на Тулунской ГСС начала заниматься в 1938г. А .С .Звездкина (1948 ). Она создала два сорта красного клевера Тулу не кий и Щерагульскии, которые районированы с 1947г., а также сорт тимофеевки луговой Никитаевская районирован в 1948г. -Селекционную работу с кострецом безостым на станции с 1857г. проводил П Л.Гончаров. Ему , в соавторстве с А .В .Гончаровой, удалось создать три высокопродуктивных и зимостойких сорта этой культуры. Два из которых, кострец Тулунский в 1971г. , кострец Антей в 1978г. районированы (включены в государственный реестр). А кострец безостый Вулкан успешно прошел государственное сортоиспытание и предложен для включения в реестр госрегистрации сортов с 1999г. по Восточной Сибири.

Б.А.Ванар (19SC) отмечает, что кострец безостый превосходит по урожаю другие злаки при выращивании в аналогичных условиях. Г .И. Макарова (1974) на основании сравнительного изучения злаковых трав в условиях Сибири пришла к выводу , что кострец безостый наиболее урожайный из них»

На первых порах в селекции костреца и других многолетних трав применялись, как у зерновых, многократный .массовый, групповой и индивидуальный методы отбора, хотя большинство видов были перекрестноопыляемыми. Такими методами были выведена и получили в то время распространение, хотя и остались нерайонированными: люцерна желтая Омская 2251, донник белым Омский 4032, эспарцет песчаный 1517, житняк сибирский 1342, волоснец сибирский 1310, кострец безостый Омский 15. Значительно позже в 1936-1938гг., стали применять направленную гибридизацию между специально подобранными родительскими формами с дальнейшим применением массового , группового и индивидуального отборов. С 1944-1945гг. уже широко используется межвидовая и межсортовая гибридизация (свободное переопыление и принудительное скрещивание) местных сибирских форм и и но-районных' урожайных, хотя и малозимостойких сортов, формировались сложно гибридные сорта в конкретных почвенно-климатических условиях с посевом гибридного потомства летом, поздно летом и осенью на высоких агрофонах. Так были созданы, а затем районированы костер безостый СибШИСХоз 189, Тулу не кий, люцерны - флора, Барнаульская 17 , Омская 191, Бийская 3 (Макарова, 1ь74 ).

Упорная и продолжительная работа позволила селекционерам Сибири создать непревзойденные по зимостойкости, засухоустойчивости и урожайности сорта многолетних трав, которые успешно вовделываются на севере- в подтаежных и на юге - в степных районах.

Наиболее широкое распространение получили: клевер красный Томским местный, Тулуне кий; люцерны гибридные - Камалин-екая 930 , Омская 6893 , Тулу некая гибридная; кострец безостый - СибНИИСХоз 189 , Еамадинсний 14 , Тулунский, Антеи; тимофеевка луговая - Ннкитшвская, Новосибирская и другие. Все районированные (включенные в государственный реестр по определенному региону) сорта обладают высокой зимостойкостью, хорошей урожайностью.

Вместе с тем изменяющиеся условия и требования к возде-

лываемым растениям ставят перед селекцией все новые и новые задачи. Каждый сорт должен быть лучше ранее райнированных по комплексу хозяйственно-биологических свойств. Создание новых сортов нередко помогает освоить новые для зоны виды , когда они по какой-либо причине не находят широкого распространения в этой зоне. Когда же создается достаточно устойчивый, скороспелый сорт, «овый вид довольно быстро распространяется на больших территориях или занимает свойственную ему э кологическую нишу (Гончаров, 1993).

Несмотря на значительную активизацию исследований по разработке, совершенствованию и использованию новых генетико -селекционных методов в создании исходного материала необходимо усиление исследований по использованию межвидовой гибридизации в селекции злаковых и бобовых трав (Новоселова, Константинова и др. , 1976). В настоящее время селекционные центры разрабатывают новые и совершенствуют существующие методы изучения и создания генофонда, методы и схемы селекционного процесса, методы ускоренной оценки, ранней диагностики по хозяйственно-биологическим признакам исходного и селекционного материала при работе с кормовыми культурами .

Основные направления в селекционной работе с многолетними травами во всех зонах страны следующие: создание высокопродуктивных сортов по урожаю зеленок массы, сена и семян, с высоким содержанием переваримого белка, устойчивых к болезням, отзывчивых на удобрение, плодородие почвы и орошение, с дружным цветением и равномерным созреванием, неосыпаемостью семян, хорошей и дружной.: всхожестью семян, неполегаемостью, хорошей поедаемостью животными. Вновь выводимые сорта должны характеризоваться не только высокой урожайностью, но и хорошей переваримостью корма, высоким содержанием и выходом питательных веществ.

В селекционной работе с травами проводятся исследования, направленные на выведение сортов для специфических условий и разного кормового использования:

- для лугового травосеяния - сортов пастбищного и сенокосного типов, отличающихся долголетием, устойчивостью к стравливанию и вытаптыванию, способностью к быстрому отрастанию.

- для полевого травосеяния - многоукосных сортов для приготовления высокобелковых кормов (травяной муки и т.д.), характеризующихся быстрым темпом отрастания, высоким содержанием протеина, пониженным содержанием - .клетчатки, устойчивой урожайностью при многоукосном использовании в ра