Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Сравнительная характеристика образцов яровой тритикале коллекции ВИР в условиях Красноярской лесостепи

ВАК РФ 06.01.05, Селекция и семеноводство

Автореферат диссертации по теме "Сравнительная характеристика образцов яровой тритикале коллекции ВИР в условиях Красноярской лесостепи"

На правах рукописи

Худенко Марина Анатольевна

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАЗЦОВ ЯРОВОЙ ТРИТИКАЛЕ КОЛЛЕКЦИИ ВИР В УСЛОВИЯХ КРАСНОЯРСКОЙ

ЛЕСОСТЕПИ

06.01.05 - Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Красноярск - 2014

17 ФЕВ 2014

005545450

Работа выполнена на кафедре ботаники, физиологии и защиты растений ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Научный руководитель: Никитина Вера Ивановна

доктор биологических наук, доцент

Официальные оппоненты: Сапега Валерий Антонович,

доктор

сельскохозяйственных наук, профессор кафедры «Техносферной безопасности» ФГБОУ ВПО Тюменской ГАСУ

Сидоров Александр Васильевич, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник ГНУ Красноярского НИИСХ Россельхозакадемии

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО ГАУ Северного Зауралья

Защита состоится «23» апреля 2014 г. в 13:00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.037.06 при ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» по адресу: 660049, г. Красноярск, пр. Мира, 90, тел./факс: 8(391)227-36-09; e-mail: dissovet@kgau.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

Автореферат разослан ««£*> февраля 2014 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Халипский Анатолий Николаевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Во всем мире тритикале представляет большой интерес как культура, способная стабилизировать валовой сбор производимого зерна: фуражного, продовольственного, как источник биоэтанола - технического. Тритикале является перспективной культурой для расширения сырьевой базы хлебопекарной промышленности в технологии зерновых хлебобулочных изделий (Корячкина, Кузнецова, Черепнина, 2012). Этому способствует приспособленность тритикале к условиям выращивания, значительно больший потенциал урожайности на обедненных почвах в сравнении с пшеницей, лучшее качество зерна, чем у ржи. Благодаря этим преимуществам она уже сейчас может значительно разнообразить и удешевить производство высококачественного кормового и продовольственного зерна, более рационально использовать имеющиеся почвенно-климатические ресурсы (Мережко, 2006). Достигнутые результаты в селекции и производстве ставят тритикале в ряд наиболее хозяйственно востребованных зерновых культур.

Красноярский край - один из крупнейших районов Сибири по производству зерна. Для его стабилизации необходимо вводить в растениеводство края высокоурожайную зерновую культуру - тритикале. Яровая тритикале не возделывается в Восточной Сибири и селекция по ней не ведется. Внедрение этой культуры в производство возможно только при создании сортов, соответствующих почвенно-климатическим условиям края. Данная проблема разрешима только при подборе и создании исходного материала.

Цель исследования - изучение образцов коллекции яровой тритикале и выделение наиболее ценных из них в качестве исходного материала для создания сортов, обладающих приспособленностью к местным условиям, высокой урожайностью зерна, с хорошими технологическими качествами.

Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:

- изучить образцы тритикале из мировой коллекции ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова по комплексу признаков;

- сформировать рабочую коллекцию источников хозяйственно - ценных признаков для селекции тритикале в условиях Красноярской лесостепи;

- оценить пластичность и стабильность образцов по урожайности зерна;

- определить вклад генотипа, условий вегетации (годы) и взаимодействия «генотип х годы» на изменчивость изучаемых количественных признаков в общей фенотипической изменчивости;

- выявить корреляционные связи между изучаемыми признаками;

- создать гибридный материал.

Научная новизна. Впервые в условиях Красноярской лесостепи изучены образцы яровой тритикале из коллекции ВНИИР им. Н.И. Вавилова по комплексу количественных признаков применительно к задачам селекции. Выделены источники по продуктивности, элементам структуры урожая, продолжительности вегетационного периода, содержанию белка, количеству и качеству клейковины. Установлены особенности формирования урожайности тритикале в изучаемой зоне, выделены ее типы. Определена доля влияния генотипа, условий вегетации и их взаимодействия на изменчивость урожайности и других количественных признаков в общей фенотипической изменчивости. Лучшие образцы тритикале включены в селекционный процесс. Получены перспективные гибридные линии.

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований выявлен ценный исходный материал для селекции яровой тритикале в Красноярской

лесостепи. Создан новый селекционный материал с высоким уровнем урожайности, который используется в селекционном процессе кафедрой ботаники, физиологии и защиты растений Красноярского государственного аграрного университета.

Образцы яровой тритикале рекомендованы в качестве исходного материала для кафедры технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства Тюменского ГАУ Северного Зауралья и внедрены ими в селекционный процесс. ООО СХП «Осень» Сухобузимского района Красноярского края, после предварительного испытания предложенных образцов, использует для размножения в производстве образцы: ПРЛ 11, Хтбодар харювсышй (на площади 0,5 га каждый).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Выделенные источники продуктивности, качества зерна, адаптивности.

2. Корреляционные взаимосвязи между количественными признаками, типы формирования продуктивности.

3. Характеристика перспективных для селекции в Красноярской лесостепи гибридных популяций СП 1 и СП 2.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов исследований подтверждается использованием современных методов, ГОСТов, апробацией результатов на конференциях, публикациями в разных изданиях. Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, обоснованы экспериментальными данными, полученными в работе.

Материалы диссертации обсуждались на международных и всероссийских конференциях: IV Международная научная конференция молодых ученых, посвященная 40-летию СО Россельхозакадемии «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых», Краснообск, апрель 2010 г.; XIII Международная научно-практическая конференция «Аграрная наука сельскохозяйственному производству Монголии, Сибири и Казахстана», Улаанбаатар, июль 2010 г.; Международная научно-практическая конференция, посвященная 420-летию Зауралья «Перспективы инновационного развития АПК», Тюмень, август 2010 г.; Всероссийская очно - заочная научно-практическая конференция с международным участием «Инновации в науке и образовании: опыт, проблемы, перспективы развития», Красноярск, апрель 2011 г.; Международная научно-практическая конференция «Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития», апрель, 2012 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы, в том числе 2 научные статьи в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 168 страницах компьютерного текста, содержит 7 таблиц, 67 рисунков, 13 приложений. Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций селекционным учреждениям, библио1рафического списка и приложений. Библиографический список включает 203 наименования, в том числе 26 - иностранных авторов.

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ, МЕТОДИКА И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Опыты проводились на опытном поле кафедры растениеводства в УНПК «Миндерлинское» КрасГАУ (п. Борек) в 2008-2013 тт. В годы исследований сложились разные условия вегетации по температурному режиму и сумме осадков, что позволило более объективно оценить изучаемые образцы тритикале по урожайности и другим количественным признакам. Среднесуточная температура воздуха в 2008, 2011 г. за вегетационный период превышала среднемноголетние значения на 0,3 и 0,43°С соответственно, а в 2010 г. она была ниже их на 0,3°С. В 2009 г. температура воздуха приближалась к среднемноголетним данным. Количество осадков за период вегетации увеличивалось с 2008 по 2011 годы и превышало норму на 22,2 мм, 31,1 мм, 40,5 мм и 117,9 мм соответственно.

Исходным материалом в 2008-2010 гг. служили 34 образца яровой тритикале из мировой коллекции ГНУ ВНИИР им. Н.И. Вавилова РАСХН, отобранных А.Ф. Мережко для условий Восточной Сибири и один местный - ПРЛ 11; в 2009-2011 гг. к изучаемой коллекции добавлено было еще 11 образцов тритикале. В качестве стандартов были взяты среднеранний сорт яровой мягкой пшеницы Тулунская 12, среднеспелый - Омская 32 и озимая рожь Енисейка.

Посев проводили в оптимальные сроки для Красноярской лесостепи: 17-20 мая, сеялкой ССФК - 7, в четырехкратной повторности с нормой высева 450 всхожих зерен на 1м2. Площадь делянок в 2008-2009 гг. - 1,28 м2, 2010-2011 гг. - 3,26 м2. Учетная площадь делянок 1 м2 и 3 м2.

В результате скрещиваний в течение 2008-2009 гг. получили 33 гибридные комбинации, путем кастрации и контролируемого принудительного опыления (твел-метод). В качестве материнской формы использовали пшенично - ржаные линии Красноярского НИИСХ (ПРЛ 6, ПРЛ 8, ПРЛ 11), полученные В Л. Петаевой в 19801986 гт., отцовской - образцы коллекции ВИР (Жайворонок харгавсыеий, Хшбодар харювський, Соловей харювсышй, Лепнь хармвський, Коровай харювський, Золотой гребешок, Харив ABIAC, Скорый, Скорый 2, Мыкола, ЯТХ 42). Схема изучения такова: F] и F2 - гибридные питомники первого и второго года (ГП-1, ГП-2), F3, F4 -селекционные питомники первого и второго года (СП-1, СП-2). Урожайность определяли по усредненному показателю потомства каждой комбинации. В СП-1 и СП-2 оценивали урожайность у всех потомств элитных растений и стандарта.

В течение вегетационного периода вели фенологические наблюдения (всходы, колошение, восковая спелость), подсчет полевой всхожести и выживаемости растений к уборке на учетных площадках площадью 0,25 м2. Перед уборкой отмечали полегание по 5-балльной шкале и проводили отбор на структуру урожая по 105 растений каждого образца. Структурный анализ и лабораторные исследования производились на базе кафедры ботаники и физиологии растений, технологическая оценка зерна в лаборатории НИИЦ по контролю качества сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов КрасГАУ (аттестат аккредитации № РОСС RU.0001.2in011 от 5.08.2008 г.). Определяли засухоустойчивость растений по скорости появления второй пары зародышевых корешков (Ведров, 1968), массу зародышевых корней с 1 проростка - через 7 суток, взвешивая их на весах ВЛТК-500-М. Постановка опытов, учеты и наблюдения осуществлялись в соответствии с методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур (1985; 1989). Статистическую обработку данных проводили в лаборатории информатики института агроэкологических технологий КрасГАУ по общепринятым методикам.

ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТРИТИКАЛЕ ПО КОЛИЧЕСТВЕННЫМ ПРИЗНАКАМ

Вегетационный период. Хозяйственная ценность любого сорта, пригодность для возделывания в конкретной почвешю-климатической зоне во многом определяется его биологическими особенностями, особенно продолжительностью вегетационного периода и характером динамики определенных этапов развития.

Продолжительность вегетационного периода в изучаемые годы примерно одинаково была обусловлена межфазным периодом колошение - восковая спелость (f=0,723±0,082 ... 0,687±0,167. Примечание: критическое значение коэффициента корреляции на 5%-ом уровне значимости при п= 38 г= 0,330) и всходы - колошение (г=0,644±0,100 ... 0,839±0,093). Изменчивость более выражена у межфазного периода всходы - колошение (V=3,9 - 5,6%), чем колошение - восковая спелость (V=2,7 -3,3%). Продолжительность вегетационного периода отрицательно влияла от умеренной до значительной степени на выживаемость растений к уборке (г=-0,381±0,147 ... -0,642±0,186), особенно при увеличении продолжительности межфазного периода всходы - колошение (г=-0,352±0,150 ... -0,644±0,185).

По продолжительности вегетационного периода образцы распределились следующим образом:

- среднеранние (83,6 - 84,6 дн.) - 4,3% от общей численности (Скорый, Скорый

2);

- среднеспелые (86,2 - 88,7 дн.) - 65,3% (ПРЛ И, Жайворонок харювський, Хлюодар харювський, Соловей харювський, Мыкола, Легшь харювський, Коровай харювський, Харюв ABIAC, ЯТХ 42 и др.);

- среднепоздние и позднеспелые (89 - 93,4 дн.) - 30,4% (ПРАГ 502, Fahad 5, Chinese triticale № 1, Лана, ПРАГ 503, Wanad, Kargo и др.).

Образцы показали разное соотношение межфазных периодов: короткий период всходы - колошение (32,8 - 36,3 дн.) и продолжительный колошение - восковая спелость (51 - 53,6 дн.): Золотой гребешок, Ярило, Faca 2/1; продолжительный период всходы - колошение (39,3 - 40,8 дн.) и короткий колошение - восковая спелость (47,2 -48,3 дн.): Хибодар харювський, Dahbi 6/3/Ardi 1/Торо..„ Ardi l/Topol419/Erizo..., 8А-310; продолжительный период всходы - колошение (39,2 - 41,2 дн.) и колошение -восковая спелость (52,2 - 53,8 дн.): ПРАГ 502, Fahad 5, Chinese triticale № 1; средняя продолжительность обоих межфазных периодов (37,1 - 38,7 дн. и 49.2 - 50,8 дн. соответственно): ПРЛ 11, Узор, Лотос, Соловей харювський, Мыкола, Лепнь харювський, Коровай харювський, Харюв ABI АС, ЯТХ 42, ЗГ-186, ПРАГ 205/3, Fahad 4/Faras 1//Саа1/3/. Самую высокую стабильную урожайность имел образец Хшбодар харювський с продолжительным периодом всходы - колошение и коротким - колошение - восковая спелость. Высокая урожайность отмечена у образцов со средней продолжительностью межфазных периодов: Харюв ABIAC, ЯТХ 42, ПРЛ 11, Соловей харювський, Лепнь харювський, Коровай харювський.

Элементы структуры урожая

Озерненность главного колоса. Число зерен в главном колосе связано значительно с процентом реализации числа цветков в колосе (г=0,655±0,098 ... 0,697±0,163) и сильно -числом зерен в колоске (г=0,814±0,107 ... 0,843±0,050). Число зерен в главном колосе у стандартов составляло: Омская 32 - 31,8 ... 33 шт., Тулунская 12 - 30,5 ... 35,6 шт., Енисейки - 45,9 шт. У образцов тритикале значение данного показателя изменялось от 24,4 до 48,3 шт. Почти все образцы тритикале существенно превышали по числу зерен в главном колосе стандарт Омская 32, только

5 образцов были на ее уровне (Скорый 2, Presto//2* Tesmo 1/..., 25АД20, 8А-310, Укро). Достоверное снижение признака показали образцы с окгоплоидным набором хромосом (ПРАО 1, СПТО 8, Chinese triticale № 1). Два образца (Ardi 1/ Topo 1419//Erizo 9/3/..., POP-WG) находились по числу зерен на уровне Енисейки, остальные образцы имели существенно ниже показатели.

Большую ценность в качестве исходного материала по числу зерен в главном колосе (40,1 - 48,3 зерен) представляют 20 образцов: POP-WG, Ardi l/Topol419/Erizo..., Fahad 8-2*-2//PTR, ПРАГ 502, Fahad 5, Соловей харювський, Лотос, ПРАГ 205/3, Pollmer 2.1.1., Fahad 4/Faras 1//Саа1/3/, Коровай харювський, Dahbi 6/3/Ardi 1/Горо...; Дагво, Gabo, Mieszko, Лана, Faca 2/1, Wanad, Kargo, Kissa 2 (табл. 1).

Количество продуктивных побегов на единицу площади. У яровой тритикале оптимальной плотностью стояния колосьев Л.В. Хотылева [и др.] (1986) считают 400 - 410 шт./l м2. В Красноярской лесостепи формирование продуктивных побегов в умеренной и сильной степени зависит от полевой всхожести (г=0,414±0,142 ... 0,738±0,144), в значительной и сильной - выживаемости растений к уборке (г=0,682±0,092 ... 0,962±0,023). По количеству продуктивных побегов на единицу площади в пределах сорта Омская 32 (565 шт./l м ) находились 4 образца тритикале (503 - 538 шт./l м2): Коровай харивсысий, Харюв ABIAC, ЯТХ 42, ЗГ-186; остальные образцы показали достоверное снижение данного признака. По нашим данным более высокая урожайность (414,7 - 459,8 г/м2) формируется у разных образцов при количестве продуктивных побегов 438 - 538 пп./м : Лепнь харювський, Коровай харювський, ПРЛ 11, Соловей харювський, ЯТХ 42, Харюв ABIAC, Хл1бодар харювський (см. табл. 1). У образца ЗГ-186 количество продуктивных побегов (503 шт./м ) не играет основной роли в формировании урожайности (305 г/м2).

Масса 1000 зерен. На формирование массы 1000 зерен влияет: в значительной и сильной степени - масса зерна с колоса (0,655±0,098 ... 0,920±0,048), растения (0,604±0,109 ... 0,781±0,123), главного колоса (0,580±0,114 ... 0,919±0,049); умеренной и значительной - масса зерна с боковых побегов (0,493±0,130 ... 0,801±0,113), полевая всхожесть (0,489±0,131 ... 0,708±0,158), количество продуктивных побегов на единицу площади (0,478±0,132 ... 0,590±0,206).

Коэффициент варьирования массы 1000 зерен по образцам составлял от 1,6 (Pollmer 2.1.1) до 17,5% (Лана). Средний уровень варьирования (> 10%) по массе 1000 зерен имели 18 образцов. В 2008-2010 гг. достоверно выше стандартного сорта Омская 32 (на 0,80 - 13,14 г) массу 1000 зерен имели 32 образца тритикале (кроме 25АД20, ПРАО 1, Anoas 5/Faras 1 //...); в 2009-2011 гг. - 5 образцов (Укро, Kissa 2, Faca 2/1, Дагво, Лана). Большая часть образцов показала массу 1000 зерен более 40,00 грамм: ПРЛ 11, Ульяна, Узор, Лотос, Хл1бодар харювський, Соловей харювський, Мыкола, Лепнь харювський, Коровай харювський, Харюв ABIAC, ЯТХ 42, Скорый, Золотой гребешок, ЗГ-186, Скорый 2, ПРАГ 205/3, Fahad 4/Faras 1//Саа1/3/, Ardi l/Topol419/Erizo..., POP-WG, Dahbi/3/Fahad 8-2*-2//..„ Presto//2* Tesmo 1, Chinese triticale № 1, 8A-310, Укро, Faca 2/1, Kissa 2 (см. табл. 1).

Для практической селекции представляют интерес источники с высокой массой 1000 зерен и меньшим ее варьированием по годам: Мыкола (50,62 г; 6,4%), Харюв ABIAC (47,2 г; 2,7%), Ульяна (46,40 г; 6,8%), Dahbi/3/Fahad 8-2*-2//... (46,08 г; 7,2%), Faca 2/1 (41,08 г; 8,7%), Дагво (38,78 г; 7,2%).

Таблица 1 - Образцы тритикале, выделившиеся по комплексу __ хозяйственно-ценных признаков__

Образец Урожайность, г/м2 Продуктивных побегов, ПГГ./М2 Масса 1000 зерен, г Масса зародышевых корней с одного проростка, г Число зерен в главном колосе, шт. Масса зерна, г Высота растений, см Соде ие ржан %

главного колоса растения белка клейковины

2008-2010 гг.

Хлхбодар харювський 459,8 454 41,00 0,112 37,8 1,55 1,76 93,1 15,3 13,6

Харюв АВ1АС 457,0 508 47,20 0,128 39,8 1,77 2,40 95,2 15,2 15,4

ЯТХ42 454,3 516 44,84 0,079 39,7 1,57 2,46 94,0 16,0 17,2

Соловей харгавсысий 452,0 454 46,58 0,115 41,2 1,77 2,34 100,6 14,2 12,3

ПРЛ 11 442,7 478 44,70 0,115 34,6 1,57 1,94 100,4 16,2 14,2

Мыкола 436,0 447 50,62 0,111 38,2 1,88 2,52 93,1 15,5 16,4

Коровай харювський 433,4 538 45,22 0,109 40,2 1,64 1,99 92,8 16,0 19,0

Жайворонок харювський 416,9 438 39,54 0,124 38,5 1,54 1,75 92,2 12,5 17,2

Легшь харювський 414,7 474 43,02 0,114 37,3 1,56 1,94 88,6 11,6 17,3

Тулунская 12, б! 322,2 474 27,98 0,105 35,6 0,99 1,32 94,3 15,6 30,7

Омская 32, в! 347,1 565 37,48 0,098 31,8 1,06 1,25 91,7 12,6 31,1

Енисейка, в! 281,5 408 31,76 0,075 45,9 1,10 1,26 107,6 12,3 4,8

НСР05 48,5 75,4 0,74 0,020 2,8 0,10 0,20 1,7 1,1 1,7

2009-2011 гг.

Укро 569,7 356 48,78 0,104 35,7 1,69 2,49 92,9 15,7 17,0

Ивза 2 472,3 280 43,52 0,106 41,0 1,47 2,04 95,0 14,9 18,5

М1еэгко 439,1 256 34,08 0,077 41,7 1,19 2,01 72,1 12,9 13,8

Тулунская 12, 315,4 410 27,22 0,066 30,5 0,81 1,01 92,4 15,6 30,7

Омская 32, 351,9 558 36,78 0,090 33,0 1,05 1,76 89,0 12,5 31,1

НСР05 79,2 65,0 0,76 0,010 4,8 0,16 0,16 4,6 0,7 1,7

Масса зерна с главного колоса. Основной элемент структуры урожая. Из массы зерна главного колоса складывается масса зерна с растения (1=0,896±0,062 ... 0,928±0,024). Ее развитие в умеренной и значительной степени зависит от массы зародышевых корней с проростка (г=0,407±143 ... 0,660±179) и количества продуктивных побегов на единицу площади (г=0,473±0,133 ... 0,525±0,229). Амплитуда изменчивости признака по образцам тритикале составляла от 0,94 до 1,93 г. Существенно выше масса зерна с главного колоса, по отношению к пшенице Омская 32 и ржи Енисейка (1,1 г), выявлена у 38 из 46 образцов тритикале. Как исходный материал по массе зерна с главного колоса (1,60 - 1,93 г) интересны

образцы: POP-WG, Мыкола, Харив ABLAC, Соловей харывський, Ульяна, ПРАГ 502, Коровайхарювсышй, Fahad 5, Ardi l/Topol419/Erizo..., Укро (см. табл. 1).

Масса зерна с растения. В массу зерна с растения наряду с главным побегом значительный вклад вносят боковые побеги (г=0,654±0,181 ... 0,851±0,047). Масса зерна с растения у образцов тритикале изменялась от 1,11 до 2,52 г. Достоверно выше сорта Омской 32 и Енисейки (на 0,25 - 1,27 г) массу зерна с растения имели 30 образцов гексаплоидного тритикале в 2008-2010 гг. и 4 - в 2009-2011 гг. Рекомендованы для практической селекции образцы с высокой массой зерна с растения (1,94 - 2,52 г): ПРЛ 11, Ульяна, Узор, Соловей харювський, Мыкола, Лепнь харювський, Коровай хармвсышй, Харюв ABIAC, ЯТХ 42, ПРАГ 502, Pollmer 2.1.1., Ardi l/Topol419/Erizo..„ POP-WG, Укро, Дагво, Kissa 2, Mieszko (см. табл. 1).

Высота растений и устойчивость к полеганию. Нами установлено, что у тритикале предрасположенность к полеганию начинается при высоте растений более 91 см. Высота растений находится в тесной сопряженности с устойчивостью растений к полеганию (г=-0,685±0,168 ... -0,841±0,050). Ее показатели находятся в тесной зависимости от продолжительности вегетационного периода (г=0,344±0,151 ... -0,782±0,123) и, прежде всего, межфазного - всходы - колошение (г=0,320±0,154 ... -0,750±0,138). К оптимальным по высоте растений (76 - 91 см) можно отнести 11 образцов тритикале с гексаплоидным набором хромосом: Лотос, Скорый 2, Ярило, ПРАГ 205/3, ПРАГ 502, Fahad 4/Faras 1//Саа1/3/, Ardi 1/Topol419/Erizo..„ POP-WG, Dahbi/3/Fahad 8-2*-2//..., Pollmer 2.1.1., ПРАГ 503. Почти все указанные образцы устойчивы к полеганию, за исключением Лотоса (3 балла, 2010 г.). Высокоурожайные образцы характеризовались высотой растений от 72,1 (Mieszko) до 100,6 см (Соловей харювський) (см. табл. 1).

Роль корневой системы в формировании урожайности тритикале

Развитие корневой системы приобретает особое значение в преодолении растениями весенне-летней засухи и повышении урожайности. Высокие урожаи получают в случае хорошего развития как первичных, так и вторичных корней (Никитина, 2007). Стандартные сорта пшеницы Тулунская 12, Омская 32, рожь Енисейка имели примерно одинаковое число зародышевых корней (3,7; 3,8; 3,6 шт.), по числу узловых Тулунская 12 была больше на 1,9 шт. Омской 32 (7,5 и 5,6 шт. соответственно). Рожь Енисейка (14,3 шт.) формировала значительно больше узловых корней, чем пшеница и образцы тритикале. У образцов тритикале число зародышевых корней изменялось от 3,5 до 4,6 шт., узловых - от 6,1 до 10,2 шт. на одно растение. По числу зародышевых корней на одно растение, по сравнению с Омской 32, достоверно выделился 1 образец (ЯТХ 42), остальные образцы были в пределах ошибки опыта. Достоверное превышение по числу узловых корней по отношению к Омской 32 показали 38 образцов тритикале. Влияние числа зародышевых и узловых корней на урожайность зависело от погодных условий в период вегетации растений. Умеренная степень корреляционной зависимости урожайности зерна от числа зародышевых корней отмечена в 2008-2009 гг. (г=0,336±0,152 ... 0,451±0,137) и недостоверная (г=0,237±0,162) - в 2010 г. Число узловых корней существенно не влияло на урожайность в 2008-2010 гг. (i=-0,259±0,160 ... 0,257±0,160).

В большей мере имеет влияние на признаки продуктивности масса зародышевых корней с одного проростка. Масса зародышевых корней оказала умеренное влияние на выживаемость растений к уборке (г=0,347±0,151 ... 0,514±0,233) и урожайность (г=0,481±0,132 ... 0,391±0,145). В зависимости от условий вегетации в умеренной и значительной степени данный показатель влиял на

массу 1000 зерен (г=0,389±0,146 ... 0,792±0,118), массу зерна с главного (г=0,407±0,143 ... 0,660±0,179) и бокового колоса (г=0,336±0,152 ... 0,683±0Д69), побега (г=0,343±0,151 ... 0,752±0,138).

Рекомендованы по массе зародышевых корней с 1 проростка образцы: ПРЛ 11, Ульяна, Узор, Лотос, Жайворонок харювський, Соловей харювський, Легшь харювський, Харюв ABIAC, Скорый, Золотой гребешок, ЗГ-186, Fahad 5, Pollmer 2.1.1., Укро, Kissa2 (см. табл. 1).

Технологические качества зерна тритикале Для полноценного и экономически выгодного использования зерна тритикале необходимы сорта с высокими технологическими качествами: с достаточным количеством белка и качеством клейковины I группы (45 - 75 ед.) в зерне. Данные признаки способствуют получению продукции с высокой хлебопекарной оценкой. Содержание белка в наших исследованиях зависело умеренно от скорости нарастания второй пары зародышевых корней (гЮ,332+0,153 ... 0,348±0,278), количества продуктивных побегов на единицу площади (г=0,301±0,156 ... 0,454±0,251), числа зерен в главном колосе (г=-0,360±0,149 ... -0,395±0,267), процента реализации числа цветков в колосе (г=-0,332±0,153 ... -0,738±0,144). Высокое содержание белка в зерне (14,0 - 20,5%) в 2008-2011 гт. выявлено у 35 образцов тритикале. Существенно выше содержание белка показали 8 образцов тритикале в сравнении с сортом Тулунская 12 и 32 образца - с Омской 32. Образцы тритикале имели низкое содержание клейковины по сравнению с Тулунской 12 на 2,1 - 25,1%, Омской 32 - на 2,6 - 25,5%, но существенно выше по сравнению с рожью на 3,0 - 23,8% (см. табл. 1). Клейковина хорошей упругости, I группы качества определена у 21 образца.

Перспективными для условий Красноярской лесостепи являются образцы с содержанием белка более 14%, клейковиной I группы качества: Ульяна, Хибодар харювський, ЗГ-186, Скорый 2, ПРАГ 205/3, ПРАГ 502, Fahad 5, Pollmer 2.1.1., Fahad 8-2*2//PTR..„ Anoas 5/Faras 1 //..., Dahbi 6/3/Ardi l/Topo..„ 8A-310, Faca 2/1, Gabo, Wanad, ПРАГ 503, ПРАГ 505.

Урожайность образцов тритикале Из стандартов более высокая урожайность была у сорта Омская 32 (347,1; 351,9 г/м2) по отношению к Тулунской 12 (315,4; 322,2 г/м2) и Енисейке (281,5 г/м2). Образцы тритикале характеризовались существенными различиями по урожайности от 184,4 (8А-310) до 569,7 г/м2 (Укро). По сравнению со среднеспелым сортом пшеницы Омская 32 достоверную прибавку урожайности (более 400 г/м2) имели 12 образцов: ПРЛ 11 (Красноярск), Хл1бодар харювський, Жайворонок харювський, Соловей харювський, Мыкола, Легшь харювський, Коровай харювський, Харюв ABIAC, ЯТХ 42 (Украина), Укро (Воронежская обл.), Kissa 2 (Мексика), Mieszko (Польша) (см. табл. 1). Формирование урожайности в условиях Красноярской лесостепи в изучаемые годы было обусловлено: в значительной и сильной степени -массой зерна с главного (0,682±0,092 ... 0,827±0,100) и бокового колоса (0,611±0,108 ... 0,709±0,157), побега (0,653±0,098 ... 0,789±0,119) и растения (0,677±0,093 ... 0,939±0,037); значительной - массой 1000 зерен (0,598±0,110 ... 0,714±0,155); умеренной и значительной-высотой растений (0,342±0,151 ... 0,594±0,205).

Коэффициент хозяйственной эффективности В условиях Сибири, где часто господствует весенне-летняя засуха, важное значение имеет высокий показатель коэффициента хозяйственной эффективности (Кхоз), т.е. более полное использование синтезированных растением веществ для создания хозяйственной части урожая зерна (Никитина, 1987). Стандартные сорта

пшеницы Тулунская 12 и Омская 32 имели значение Кх03 на уровне 37,4% и 34,3% соответственно. Межсортовое значение коэффициента хозяйственной эффективности у тритикале было от 16,7 (8А-310) до 38,6% (Золотой гребешок). Высокое значение данного признака (34,8 - 38,6%) на уровне стандартного сорта Тулунская 12 показали образцы: Золотой гребешок, РгезЬ//2* Теэто 1/..., Скорый, Ярило, Скорый 2, Коровай харювський, Раса 2/1. Образцы, показавшие высокую урожайность зерна, имели значение коэффициента хозяйственной эффективности от 24,1 до 34,8%.

Пластичность и стабильность изучаемых образцов Высоким показателем стабильности характеризуются как высоко - так и низкоурожайные образцы (табл. 2). Нас интересуют образцы с высоким показателем стабильности и высокой урожайностью по годам: Хтбодар харювський, Харюв АВ1АС, ЯТХ 42, Коровай харювський, ПРЛ 11, Жайворонок харювський, Лепнь харювський, Соловей харювський, Мыкола. Высокая урожайность отмечена у образцов Укро и Кэза 2, с показателями стабильности 0,62 и 0,74 соответственно. Данные сорта нужно возделывать на интенсивном фоне для реализации их продуктивности.

Таблица 2 - Параметры стабильности образцов по урожайности

Образец Средняя урожайность (х) Показатель стабильности (з!2) Стабильная урожайность (А)

т/и1 | ранг величина г/м"* 1 ранг

2008-2010 гг.

Хибодар харювський 459,8 1 0,99 459,3 1

Харюв ABLAC 457,0 2 0,93 440,1 2

ЯТХ 42 454,3 3 0,92 436,5 3

Соловей харювський 452,0 4 0.86 418,5 5

ПРЛ 11 442,7 5 0,89 416,6 6

Мыкола 436,1 6 0,87 406,7 8

Коровай харювський 433,4 7 0,93 418,5 4

Жайворонок харювський 415,2 8 0,97 409,8 7

Лепнь харювський 414,7 9 0,95 404,9 9

Омская 32, st. 347,1 12 0,87 323,5 13

Тулунская 12, st. 322,2 17 0,83 293,6 18

25AD20 261,5 23 0,99 259,9 22

ПРАГ 502 247,5 26 0,99 246,9 26

Dahbi/3/Fahad8-2*-2//... 239,2 28 0,97 235,1 27

Erizo 12/2*Nimir 3... 218,3 31 0,95 212,7 30

Anoas 5/Faras 1//... 212,3 33 0,95 207,0 31

ПРА01 201,8 34 0,99 200,6 32

2009-2011 гг.

Укро 569,7 1 0,62 447,7 1

Kissa 2 472,3 2 0,74 405,4 2

Омская 32, st. 351,9 10 0,89 331,4 5

Тулунская 12, st. 315,4 12 0,80 281,6 7

В результате анализа результатов исследований из коллекции яровой тритикале выделены источники по отдельным признакам и их комплексу для селекции в условиях Красноярской лесостепи. Целенаправленное включение их в селекционный процесс позволит рассчитывать на создание ценного гибридного материала.

Особенности изменчивости и взаимосвязи селекционно-ценных признаков Межсортовая изменчивость количественных признаков

Уровень межсортового варьирования характеризует разнообразие изучаемого генофонда и делает возможным отбор генотипов, характеризующихся наилучшими значениями того или иного показателя.

За годы исследований был установлен уровень варьирования изучаемых признаков: незначительный (У<8%) - для вегетационного и межфазных периодов, массы 1000 зерен, числа общих и развитых колосков, продуктивной кустистости и числа зародышевых корней; умеренно слабый (У<8,1-10,0%) - общей кустистости; ниже среднего (У<10,1-12,0%) - полевой всхожести, числа цветков главного колоса, высоты растений, числа узловых корней; средний (У<12,1-18,0%) - длины колоса, числа зерен в главном колосе, процента реализации цветков, выживаемости растений к уборке, массы зерна главного колоса, массы корней с одного проростка, содержания белка; выше среднего (У<18,1-20,0%) - количества продуктивных побегов на единицу площади и массы зерна с колоса; умеренно высокий (У<20,1-24,0%) - массы зерна с растения и скорости появления 2-й пары зародышевых корней; высокий (У>24,1%) -урожайности зерна, массы зерна с бокового колоса, содержания клейковины.

Вклад изучаемых факторов в формирование основных количественных признаков тритикале

Для определения эффективности отбора образцов по тому или иному признаку целесообразно рассмотреть, какое участие в величине изменчивости признака имеют генотип, условия вегетации (годы) и их взаимодействие. Высокая эффективность отбора наблюдается по признакам, изменчивость которых в большей степени обусловлена генотипом. В наших исследованиях высокий вклад генотипа (39,6 - 82,2 %) в общую фенотипическую изменчивость отмечался по содержанию клейковины, проценту реализации числа цветков в зерна, выживаемости растений к уборке, высоте растений, длине колоса, содержанию белка в зерне, количеству продуктивных побегов, коэффициенту хозяйственной эффективности (рис. 1).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Ш А (генотип) 0 В (годы) 0 АхВ (взаимодействие) И С (случ.факторы)

1 - урожайность; 2 - высота растения; 3 - длина колоса; 4 - число развитых колосков; 5 - число зерен в главном колосе; 6 - масса зерна с главного колоса; 7 - масса зерна с растения; 8 — масса 1000 зерен; 9 — продуктивных побегов;10 - процент реализации цветков в зерна; 11 - коэффициент хозяйственной эффективности; 12 - содержание белка; 13 - содержание клейковины Рисунок 1 - Вклад изучаемых факторов в изменчивость основных количественных признаков тритикале, % (2008-2010 гг.) 12

От влияния условий вегетации находятся период всходы - колошение, продолжительность вегетационного периода, число цветков в колоске (54,0 - 71,2 %). На взаимодействие «генотип х годы» большая доля изменчивости приходится для общей и продуктивной кустистости, периода колошение - восковая спелость, полевой всхожести, развитого числа колосков в колосе, массы зерна с бокового колоса и растения, массы 1000 зерен (37,9 - 57,9%). Примерно одинаковый вклад генотипа (35,3 - 44,6%) и взаимодействия «генотип х годы» (32,5 - 44,9%) приходится на урожайность зерна, общее количество- колосков в колосе, число цветков и зерен в главном колосе и зерен в колоске, массу зерна с главного колоса и колоса. Равноценный вклад в изменчивость общего числа и развитых колосков в колосе, числа зерен в колоске вносят условия вегетации (26,3 - 34,8%) и генотипическис особенности сортов (27,7 - 37,7%). Значительно изменяется доля влияния изучаемых факторов на количественные признаки при изменении числа изучаемых образцов (не 35, а 11) в 2009-2011 гг. Большая часть изучаемых признаков переходит в зависимые от условий вегетации. Изменчивость массы 1000 зерен в эти годы в большей степени обусловлена генотипическими особенностями изучаемых образцов. Значительный вклад генотипа в общую изменчивость выявлен по полевой всхожести и количеству продуктивных побегов.

В обеих коллекциях основную изменчивость от генотипа сохранил признак содержание клейковины в зерне. Доля взаимодействия «генотип х годы» в изменчивости существенна для продолжительности вегетационного периода, периода колошение - восковая спелость, количества продуктивных побегов на единицу площади, процента реализации числа цветков в зерна, коэффициента хозяйственной эффективности. Весомый вклад генотипа и взаимодействия «генотип х годы» отмечен для периода всходы - колошение. Значит, у тритикале при отборе селекционного материала следует, прежде всего, обращать внимание на содержание клейковины, количество продуктивных побегов на единицу площади, массу 1000 зерен, полевую всхожесть, массу зародышевых корней с одного проростка.

Компонентный анализ при оценке исходного материала

По результатам компонентного анализа были выделены 5 главных компонент, на долю которых приходилось 83,0% суммарной дисперсии исходных признаков. В первую компоненту, охватывающую наибольшую долю общей изменчивости (36,3%), с максимальными весовыми коэффициентами входили такие количественные признаки как масса зерна с главного колоса, растения и побега, число зерен в главном колосе. Она выделила образцы со средней и высокой урожайностью, среднеспелые -среднепоздние, крупнозерные, с высокой массой зерна с главного колоса и растения, повышенной озерненностью главного колоса (Мыкола, Соловей харыавский, Харьюв АВ1АС, Хгпбодар харыавский, РОР-\УО, РаЬа<3 5, Коровай харыавский, Ульяна, Узор, Укро и КвБа 2 и др.). Вторая компонента (15,8%) определила образцы с повышенной продуктивной кустистостью, высокорослые, с хорошо развитой первичной корневой системой, урожайные, среднеспелые (СПТО 8, ПРАО 1, ЯТХ 42, Жайворонок харьювский и др.). Наибольший интерес для условий Красноярской лесостепи представляют образцы с положительными значениями нагрузок по первым двум компонентам: ЯТХ 42, Мыкола, Соловей харювський, Харюв АВ1АС, Ульяна, Узор, Кэза 2, ПРЛ 11, Жайворонок харювський, Хгпбодар харювський, РаИас! 5, Коровай харювський, Легшь харювський. В 2009-2011 гг. с высокими коэффициентами нагрузок в первой, второй и четвертой компоненте выделился сорт Кзэа 2. Многомерное ранжирование образцов по совокупности изучаемых признаков

позволило разбить их на 3 группы: лучшие, средние и худшие. В группу лучших вошли образцы, которые выделились по первым двум компонентам с положительными значениями их переменных.

ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГИБРИДНЫХ ЛИНИЙ

В процессе гибридизации были получены 33 гибридные комбинации, из которых выделены 33 линии, значительно различающиеся по продолжительности вегетационного периода, продуктивности и элементам структуры. По продолжительности вегетационного периода отобрали линии, не превышающие среднеспелый уровень спелости. К среднеранним отнесли линии: 2, 8, 9, 13, 18, 20, 23, 27, 28; среднеспелым - остальные (рис. 2).

959085' 807570

ММ

М1ПМ1ЯН1ЯМ

11

П1 ММ1П

т «Л 00 О {N1 СП 10 с-- Н VI СЛ

'—1 СП § ~ ~ ~ ~ (N(N04 О! С*] н~>

а

□ 1 В2 ш Ш4 05

06 □ 7 ЭТулунская 12 08 Я 9

010 ВЦ 0 Омская 32 012 И 13

В 14 Ш15 Ш16 Ш 17 И 18

В 19 020 021 022 123

в 24 025 М26 027 028

В 29 г зо 031 В 32 13 33

Ш1ПРЛ 11 ШПРЛ6 И ПРЛ 8

Рисунок 2 - Продолжительность вегетационного периода у линий яровой тритикале в СП-1 и СП-2 (2012-2013гг.), дни, (НСР05=1,7) По озерненности главного колоса амплитуда между выделившимися линиями и стандартом Омская 32 составляла 4,6 - 12,1 зерен. С числом зерен 39,6 - 46,3 шт. выделились гибриды: 6, 7, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 19, 21, 22, 24, 25, 26, 29, 30, 31, 32, 33. По массе 1000 зерен разница между гибридами и стандартами была существенной: 12,96 и 22,39 грамма по сравнению с Тулунской 12, и 3,20 - 13,23 г -Омской 32. С точки зрения селекции и дальнейшего изучения гибридов представляют интерес по массе 1000 зерен (43,82 - 51,57 г) следующие гибриды: 3, 4, 5, 8, 9, 11, 12, 13, 14, 17, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 29, 30. Масса зерна с главного колоса у изучаемых гибридов находилась в пределах от 1,68 до 2,41 грамма. Показатели у гибридов были выше Тулунской 12 (1,30 г) на 0,38 - 1,11 г, Омской 32 (1,42 г) - на 0,26 - 0,99 г (НСР05=0,17 г). Лучшими из них по данному признаку являются гибриды (2,0 - 2,41 г): 22, 21, 17, 14,13, 20, 24, 11, 19,12, 16, 3, 4, 29, 31, 6.

По массе зерна с 1 м2 гибриды существенно различались между собой и стандартами. Амплитуда по массе зерна с 1 м2 между гибридами (494 - 353) была 141 грамм. Разница гибридов с Тулунской 12 (322г/м2) составляла 31 - 172 г, с Омской 32 (355 г/м2): -2 - +139 грамм. Из среднеранних номеров существенная прибавка выявлена у гибридов (378 - 409 г/м2) (НСР05=42,6 г): 8, 9, 13, 20, 27. В группе

среднеспелых по сравнению с Омской 32 существенное преимущество по массе зерна с 1 м2 имели гибриды (407 - 494 г): 3, 4, 5, 10, 11, 12, 14,16, 19,22, 29, 30, 31, 32.

ВЫВОДЫ

1. Продолжительность вегетационного периода для яровой тритикале практически одинаково зависит от длительности межфазного периода колошение -восковая спелость (г= 0,723±0,082 ... 0,687±0,167) и всходы - колошение (г= 0,644±0,100 ... 0,839±0,093). В числе перспективных для селекции сортов тритикале с оптимальной для Красноярской лесостепи продолжительностью вегетационного периода определены: среднеранние сорта (Скорый и Скорый 2); среднеспелые образцы (ПРЛ 11, Ульяна, Узор, Лотос, Жайворонок харювський, Хтбодар харювський, Соловей харивський, Мыкола, Лепнь харивський, Коровай харивський. Харив ABIAC, ЯТХ 42, Золотой гребешок, ЗГ-186, Ярило, ПРАГ 205/3, Pollmer 2.1.1., Fahad 8-2+2//PTR..., Fahad 4/Faras l//Caal/3/, Erizo 12/2*Nimir 3..., Anoas 5/Faras 1//..., Dahbi 6/3/Ardi l/Topo..„ Ardi 1/Topol419/Erizo.... POP-WG, Dahbi/3/Fahad 8-2*-2//..., Presto//2* Tesmo 1/..., 25AD20, ПРАО 1, СПТО 8, 8A-310).

2. Выделены источники по отдельным хозяйственно-ценным признакам:

- густоте продуктивных побегов на единицу площади: Коровай харивський, ЯТХ 42, Харив ABIAC, ЗГ-186, ПРЛ 11, Скорый, Лепнь харивський, Хшбодар харивський, Соловей харивський;

- числу зерен с главного колоса: POP-WG, Ardi 1/Topol419/Erizo..., Дагво, Gabo, Fahad 8-2*-2//PTR, ПРАГ 502, Mieszko, Лана;

- массе 1000 зерен с меньшим ее варьированием по годам: Мыкола, Харив ABIAC, Ульяна, Dahbi/3/Fahad 8-2*-2//..., Faca 2/1, Дагво;

- массе зерна с растения: Ульяна, Соловей харивський, Мыкола, Харив ABIAC, ЯТХ 42, ПРАГ 205/3, ПРАГ 502, Pollmer 2.1.1., Ardi l/Topol419/Erizo..„ POP-WG, Укро, Kissa 2, Mieszko;

- массе зерна с главного колоса: Ульяна, Соловей харивський, Мыкола, Коровай харювський, Харив ABIAC, ПРАГ 205/3, ПРАГ 502, Fahad 5, Ardi 1 /Topo 1419/Erizo..., POP-WG, Укро;

- оптимальной высоте растений и устойчивости к полеганию: Скорый 2, Ярило, ПРАГ 205/3, ПРАГ 502, Fahad 4/Faras í//Caal/3/, Ardi l/Topol419/Erizo..„ POP-WG, Dahbi/3/Fahad 8-2*-2//..„ Pollmer 2.1.1, Лотос.

3. Установлены образцы с высокой и стабильной урожайностью в разных условиях вегетации: Хшбодар харювський, Харив ABIAC, ЯТХ 42, Соловей харювський, ПРЛ 11, Мыкола, Коровай харивський, Жайворонок харивський, Лепнь харивський.

4. Выявлены образцы, сочетающие в себе высокое содержание белка (более 14%) с хорошей эластичностью и растяжимостью клейковины: Ульяна, Хшбодар харивський, ЗГ-186, Скорый 2, ПРАГ 205/3, ПРАГ 502, Fahad 5, Pollmer 2.1.1., Fahad 8-2*2//PTR..., Anoas 5/Faras 1 //..., Dahbi 6/3/Ardi 1/Topo..., 8A-310, Faca 2/1, Gabo, Wanad, ПРАГ 503, ПРАГ 505.

5. Установлено, что предрасположенность к полеганию начинается у образцов тритикале выше 91 см.

6. Доля влияния факторов «генотип», «условия вегетации (годы)», взаимодействия «генотип х годы» на количественные признаки зависит от числа образцов и времени их изучения. Основной вклад в изменчивость межфазного периода всходы - колошение, общего числа колосков в колосе вносят условия

вегетации; межфазного периода колошение - восковая спелость, количества продуктивных побегов на единицу площади - взаимодействие факторов «генотип х годы»; урожайности, продолжительности вегетационного периода, длины колоса, числа развитых колосков и цветков в колосе, общей и продуктивной кустистости -«условия вегетации» и взаимодействие «генотип х годы»; выживаемости растений к уборке, массы 1000 зерен, полевой всхожести, содержания белка - «генотип» и «условия вегетации». Высокий вклад генотипа отмечен по содержанию клейковины в зерне.

7. При отборе исходного и гибридного материала в селекции следует обращать внимание на содержание клейковины в зерне, количество продуктивных побегов на единицу площади, массу 1000 зерен, полевую всхожесть семян, массу зародышевых корней с одного проростаа.

8. Корреляционный анализ количественных признаков показал:

- ведущую роль в формировании урожайности тритикале массы зерна с главного колоса, растения, колоса и бокового побега, массы 1000 зерен; умеренную -массы зародышевых корней с одного проростка, высоты растений;

- зависимость массы 1000 зерен в значительной и сильной степени от массы зерна с растения и побега, главного колоса, массы зерна с бокового побега; умеренной и значительной - полевой всхожести семян, количества продуктивных побегов на единицу площади; умеренной и сильной - массы зародышевых корней с 1 проростка;

- значительную связь числа зерен в главном колосе с процентом реализации числа цветков в колосе и сильную - числом зерен в колоске;

- сопряженность количества продуктивных побегов на единицу площади в умеренной и сильной степени от полевой всхожести, значительной и сильной -выживаемости растений к уборке.

9. Анализ главных компонент и многомерное ранжирование позволили выделить группы образцов, различающиеся по характеру формирования продуктивности:

- первая группа объединяет образцы среднеспелые и среднепоздние по продолжительности вегетационного периода, крупнозерные, с высокой массой зерна с главного колоса и растения, повышенной озерненностью главного колоса, урожайные (Мыкола, Соловей харыавский, Харыав АВ1АС и др.);

- вторая группа выделяет образцы с повышенной продуктивной кустистостью, хорошо развитой первичной корневой системой, высотой растений в пределах 91 -108 см, среднеспелые и среднепоздние (СПТО 8, ПРАО 1, ЯТХ 42, Жайворонок харыавский и др.);

- третья, с положительными нагрузками по первым двум компонентам (ЯТХ 42, Мыкола, Соловей харювський, Харюв АВ1АС, Иээа 2, ПРЛ 11, Жайворонок харювський, Хтбодар харювський, РаЬа<15 и др.).

10. Создан в результате гибридизации селекционный материал разных групп спелости (33 линии), который прошел оценку в селекционных питомниках 1-го и 2-го года.

РЕКОМЕНДАЦИИ СЕЛЕКЦИОННЫМ УЧРЕЖДЕНИЯМ

1. Рекомендовать для дальнейшего изучения и отбора гибриды:

- среднеранние: 8 (ПРЛ 6 х Скорый), 9 (ПРЛ-6 х Скорый 2), 13 (ПРЛ 8 х Скорый), 20 (ПРЛ 8 х Хгибодар харювський), 27 (ПРЛ 11 х Скорый 2);

- среднеспелые: 3 (ПРЛ 6 х Соловей харювський), 4 (ПРЛ 6 х Легшь харювський), 5 (ПРЛ 6 х Коровай харювський), 10 (ПРЛ 6 х Мыкола), 11 (ПРЛ 6 х ЯТХ 42), 12 (ПРЛ 8 х ЯТХ 42), 14 (ПРЛ 8 х Жайворонок харювський), 16 (ПРЛ 8 х Золотой гребешок), 19 (ПРЛ 8 х Мыкола), 22 (ПРЛ 8 х Лепнь харювський), 29 (ПРЛ 11 х Коровай харювський), 30 (ПРЛ 11 х Золотой гребешок), 31 (ПРЛ 11 х Харюв АВ1АС), 32 (ПРЛ 11 х Мыкола).

2. Использовать как исходный материал для отбора по основным элементам продуктивности следующие гибриды:

- массе 1000 зерен: 3, 4, 5, 8, 9, 11,12,13, 14,17,19, 20,21,23,24, 25, 29, 30;

- числу зерен в главном колосе: 6, 7, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 19, 21, 22, 24, 25, 26,29,30,31,32,33;

- массе зерна с главного колоса: 22, 21, 17, 14, 13, 20, 24, 11, 19, 12, 16, 3, 4, 29,

31,6.

3. Как исходный материал в селекции тритикале методами гибридизации, экспериментального мутагенеза и др. образцы из коллекции с высокой и стабильной урожайностью: Хшбодар харювський, Харюв АВ1АС, ЯТХ 42, Соловей харювський, ПРЛ 11, Мыкола, Коровай харювський, Жайворонок харювський, Лепнь харювський.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Г. Статьи в изданиях, в которых рекомендуется ВАК РФ публикация основных результатов диссертации на соискание ученой степени кандидата наук:

1. Никитина В.И., Худенко М.А. Исходный материал коллекции ВИР для селекции яровых тритикале в условиях Красноярской лесостепи / В.И. Никитина, М.А. Худенко // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. -2012. -№ 5. -С. 150-153 (50%).

2. Никитина В.И., Худенко М.А. Сравнение образцов яровой тритикале коллекции ВИР в условиях Красноярской лесостепи / В.И. Никитина, М.А. Худенко // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. - 2012. - № 12. -С. 40-45 (50%).

П. Статьи в сборниках н материалах конференций:

3. Худенко М.А. Итоги изучения ярового тритикале коллекции ВИР в условиях Красноярской лесостепи / М.А. Худенко // Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых: труды IV Международной научной конференции молодых ученых, посвященной 40-летию СО Россельхозакадемии (22-23 апреля 2010г., пос Краснообск) / Рос. акад. с.-х. наук. Сиб. регион, отд-ние, Новосибирск. -2010. - 4.1. - С. 422-425 (100%).

4. Никитина В.И., Худенко М.А. Роль корневой системы в формировании продуктивности у ярового тритикале в условиях Красноярской лесостепи / В.И. Никитина, М.А. Худенко // Перспективы инновационного развития АПК: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 420-летию Зауралья (11-13 августа 2010 г.). - 2010. - С. 327-330 (50%).

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 24.49.04.953.П. 000381.09.03 от 25.09.2003 г. Подписано в печать 18.02.2013 Формат 60x84/16. Бумага тип. № 1. Печать-ризограф. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ №74 Издательство Красноярского государственного аграрного университета 660017, Красноярск, ул. Ленина, 117

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата сельскохозяйственных наук, Худенко, Марина Анатольевна, Красноярск

в

ФГБОУ ВПО «КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ»

ХУДЕНКО МАРИНА АНАТОЛЬЕВНА

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБРАЗЦОВ ЯРОВОЙ ТРИТИКАЛЕ КОЛЛЕКЦИИ ВИР В УСЛОВИЯХ КРАСНОЯРСКОЙ ЛЕСОСТЕПИ

Специальность 06.01.05 — селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

На правах рукописи

0420145

Научный руководитель: доктор биологических наук Никитина В.И.

Красноярск - 2014

Содержание

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................................................3

1 ЗНАЧЕНИЕ ЯРОВОЙ ТРИТИКАЛЕ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЕЕ СЕЛЕКЦИИ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)................7

1.1 Достижения в селекции тритикале..........................................................................7

1.2 Современные направления селекции тритикале в России и странах СНГ..............................................................................................................................................26

1.3 Использование тритикале в Сибири......................................................................31

2 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОНЫ, ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ............................................35

2.1 Почвенно-климатические условия Красноярской лесостепи..........35

2.2 Погодные условия в годы проведения исследований............................37

2.3 Исходный материал и методика проведения исследований............41

3 ОЦЕНКА ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ТРИТИКАЛЕ ПО КОЛИЧЕСТВЕННЫМ ПРИЗНАКАМ..........................................................................43

3.1 Вегетационный период......................................................................................................43

3.2 Элементы структуры урожая........................................................................................49

3.3 Роль корневой системы в формировании урожайности тритикале......................................................................................................................................................82

3.4 Технологические качества зерна тритикале....................................................89

3.5 Урожайность образцов тритикале..........................................................................93

3.5.1 Коэффициент хозяйственной эффективности............................................96

3.5.2 Пластичность и стабильность изучаемых образцов..........................98

3.6 Особенности изменчивости и взаимосвязи селекционно-ценных признаков..............................................................................................................................100

3.6.1 Межсортовая изменчивость количественных признаков..............100

3.6.2 Вклад изучаемых факторов в формирование основных количественных признаков тритикале............................................................................102

3.7 Взаимосвязь количественных признаков........................................................107

3.7.1 Корреляционные связи................................................................................................107

3.7.2 Компонентный анализ при оценке исходного материала..........110

3.7.3 Ранжирование образцов по совокупности признаков....................113

4 ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРСПЕКТИВНЫХ ГИБРИДНЫХ ЛИНИЙ 115

ВЫВОДЫ....................................................................................................................................................119

РЕКОМЕНДАЦИИ СЕЛЕКЦИОННЫМ УЧРЕЖДЕНИЯМ....................123

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................................................124

ПРИЛОЖЕНИЯ..................................................................................................................................145

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Во всем мире тритикале представляет большой интерес как культура, способная стабилизировать валовой сбор производимого зерна: фуражного, продовольственного, как источник биоэтанола - технического. Тритикале является перспективной культурой для расширения сырьевой базы хлебопекарной промышленности в технологии зерновых хлебобулочных изделий (Корячкина, Кузнецова, Черепнина, 2012).

Этому способствует приспособленность тритикале к условиям выращивания, значительно больший потенциал урожайности на обедненных почвах в сравнении с пшеницей, лучшее качество зерна, чем у ржи. Благодаря этим преимуществам она уже сейчас может значительно разнообразить и удешевить производство высококачественного кормового и продовольственного зерна, более рационально использовать имеющиеся почвенно-климатические ресурсы (Мережко, 2006). Достигнутые результаты в селекции и производстве ставят тритикале в ряд наиболее хозяйственно востребованных зерновых культур.

Красноярский край - один из крупнейших районов Сибири по производству зерна. Для его стабилизации необходимо вводить в растениеводство края высокоурожайную зерновую культуру - тритикале. Яровая тритикале не возделывается в Восточной Сибири и селекция по ней не ведется. Внедрение этой культуры в производство возможно только при создании сортов, соответствующих почвенно-климатическим условиям края. Данная проблема разрешима только при подборе и создании исходного материала.

Цель исследования - изучение образцов коллекции яровой тритикале и выделение наиболее ценных из них в качестве исходного материала для создания сортов, обладающих приспособленностью к местным условиям, высокой урожайностью зерна, с хорошими технологическими качествами.

Для выполнения этой цели были поставлены следующие задачи:

- изучить образцы тритикале из мировой коллекции ВНИИ растениеводства им. Н.И. Вавилова по комплексу признаков;

- сформировать рабочую коллекцию источников хозяйственно - ценных признаков для селекции тритикале в условиях Красноярской лесостепи;

- оценить пластичность и стабильность образцов по урожайности зерна;

- определить вклад генотипа, условий вегетации (годы) и взаимодействия «генотип х годы» на изменчивость изучаемых количественных признаков в общей фенотипической изменчивости;

- выявить корреляционные связи между изучаемыми признаками;

- создать гибридный материал.

Научная новизна. Впервые в условиях Красноярской лесостепи изучены образцы яровой тритикале из коллекции ВНИИР им. Н.И. Вавилова по комплексу количественных признаков применительно к задачам селекции. Выделены источники по продуктивности, элементам структуры урожая, продолжительности вегетационного периода, содержанию белка, количеству и качеству клейковины. Установлены особенности формирования урожайности тритикале в изучаемой зоне, выделены ее типы. Определена доля влияния генотипа, условий вегетации и их взаимодействия на изменчивость урожайности и других количественных признаков в общей фенотипической изменчивости. Лучшие образцы включены в селекционный процесс. Получены перспективные гибридные линии.

Практическая значимость работы. В результате проведенных исследований выявлен ценный исходный материал для селекции яровой тритикале в Красноярской лесостепи. Создан новый селекционный материал с высоким уровнем урожайности, который используется в селекционном процессе кафедрой ботаники, физиологии и защиты растений Красноярского государственного аграрного университета.

Образцы яровой тритикале рекомендованы в качестве исходного материала для кафедры технологии производства, хранения и переработки продукции растениеводства Тюменского ГАУ Северного Зауралья и внедрены ими в селекционный процесс.

ООО СХП «Осень» Сухобузимского района Красноярского края, после предварительного испытания предложенных образцов, использует для

размножения в производстве образцы: ПРЛ 11, Хлебодар харювський (на площади 0,5 га каждый).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Выделенные источники продуктивности, качества зерна, адаптивности.

2. Корреляционные взаимосвязи между количественными признаками, типы формирования продуктивности.

3. Характеристика перспективных для селекции в Красноярской лесостепи гибридных популяций СП 1 и СП 2.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов исследований подтверждается использованием современных методов, ГОСТов, апробацией результатов на конференциях, публикациями в разных изданиях. Научные положения, выводы и рекомендации, сформулированные в диссертации, обоснованы экспериментальными данными, полученными в работе.

Исследования проводились на базе кафедры ботаники и физиологии растений и НИИЦ по контролю качества сельскохозяйственного сырья и пищевых продуктов ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет».

Материалы диссертации обсуждались на международных и всероссийских конференциях: IV Международная научная конференция молодых ученых, посвященная 40-летию СО Россельхозакадемии «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых ученых», Краснообск, апрель 2010 г.; XIII Международная научно-практическая конференция «Аграрная наука сельскохозяйственному производству Монголии, Сибири и Казахстана», Улаанбаатар, июль 2010 г.; Международная научно-практическая конференция, посвященная 420-летию Зауралья «Перспективы инновационного развития АПК», Тюмень, август 2010 г.; Всероссийская очно - заочная научно-практическая конференция с международным участием «Инновации в науке и образовании: опыт, проблемы, перспективы развития», Красноярск, апрель 2011 г.; Международная научно-практическая конференция «Наука и образование: опыт, проблемы, перспективы развития», апрель, 2012 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 печатные работы, в том числе 2 научные статьи в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Российской Федерации.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 168 страницах компьютерного текста, содержит 7 таблиц, 67 рисунков, 13 приложений. Работа состоит из введения, 4 глав, выводов, рекомендаций селекционным учреждениям, библиографического списка и приложений. Библиографический список включает 203 наименования, в том числе 26 -иностранных авторов.

Выражаю глубокую признательность за помощь в работе, ценные консультации и поддержку научному руководителю, д.б.н. В.И. Никитиной, зав. лабораторией информатики В.У. Борисову.

ГЛАВА 1 ЗНАЧЕНИЕ ЯРОВОЙ ТРИТИКАЛЕ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЕЕ СЕЛЕКЦИИ (литературный обзор) 1.1 Достижения в селекции тритикале

Достигнуты огромные успехи в создании ценных сортов озимой и яровой

пшеницы, оптимально сочетающих высокую урожайность, отличные хлебопекарные качества, отзывчивость на удобрения, экологическую пластичность и другие полезные хозяйственные признаки. Однако и сегодня пшеница еще недостаточно устойчива к ряду заболеваний, страдает от экстремальных экологических факторов (Гордей, 1992).

Внимание селекционеров издавна привлекала заманчивая идея передачи пшенице ряда ценных свойств и признаков ее ближайшего культурного сородича - ржи. Данная культура обладает высокой продуктивностью и биологически полноценным биохимическим составом зерна. К ее преимуществам относится также высокая устойчивость к неблагоприятным условиям вегетации. Рожь лучше, чем другие яровые зерновые, использует влагу почвы и поэтому более засухоустойчива, и, в то же время, из всех озимых зерновых культур наиболее стойка к вымерзанию, при оптимальных условиях возделывания выдерживает температуру -25...-30° С и ниже. Она быстро приспосабливается к различным условиям выращивания, сравнительно нетребовательна к плодородию почвы, хотя и очень отзывчива на улучшение агротехники (Ригин, Орлова, 1977).

Сочетание в одном гибридном организме высокого потенциала продуктивности и отличных хлебопекарных качеств пшеницы с высокой устойчивостью к экологическим воздействиям, болезням и хорошими биологическими свойствами белка ржи открывает новые широкие возможности для селекционного совершенствования культуры пшеницы.

Успехи генетики и цитологии в области отдаленной гибридизации и полиплоидии, позволили селекции растений выйти за рамки получения сортов только внутри вида и создавать новые ботанические виды и роды, ранее не существовавшие в природе.

Одним из таких крупнейших достижений селекции является создание тритикале - нового вида злака зернового и кормового назначения, имеющего ряд

выдающихся свойств. Сорта тритикале объединяют в себе лучшие признаки и свойства обоих родительских родов: высокую продуктивность (зерна или зеленой массы), комплексный иммунитет к грибным заболеваниям, повышенное содержание белка и лизина в зерне и зеленой массе, хорошую зимостойкость и др. (Сечняк, Сулима, 1984).

К недостаткам, свойственным тритикале, относятся: большое варьирование по годам урожайности, склонность к полеганию и прорастанию зерна на корню, а также слабая выполненность зерна у некоторых форм, позднеспелость, сильное поражение снежной плесенью и корневыми гнилями. Устранить перечисленные недостатки возможно с помощью создания новых сортов тритикале с высоким потенциалом продуктивности, устойчивых к полеганию и прорастанию зерна, с хорошей зимостойкостью и более коротким вегетационным периодом (гПИпэку, Вог1а1щ, 1971; Пушкина, 1980; Корлюк, 1986; Мухаметов [и др.], 1996).

В 80-е годы XX века имелись октоплоидные амфиплоиды: с числом хромосом в соматических клетках 56, происходящие от скрещивания гексаплоидных видов пшеницы с рожью (геном ААВВОВИЛ); гексаплоидные амфиплоиды: с числом хромосом 42 - от скрещивания тетраплоидных видов пшеницы с рожью (геном ААВВЯЯ).

По типу развития в каждую группу тритикале (октоплоидную и гексаплоидную) входят формы, как с яровым, так и с озимым образом жизни (Ригин, Орлова, 1977).

Современный генофонд тритикале ограничен и представлен видовым и сортовым разнообразием пшеницы и ржи при сочетании, как правило, полнокомпонентных геномов того и другого родов в пшеничной цитоплазме (Бормотов [и др.], 1990).

Дальнейший прогресс в селекции этой культуры связывают с синтезом аллоплазматических (с цитоплазмой ржи) и новых эуплазматических (с цитоплазмой пшеницы) гексаплоидных форм различного геномного состава и различной ядерно-цитоплазматической структурой на генетической основе

современных высококачественных сортов ржи и пшеницы (8о\уа, Gustafson, 1980; Бап/е], 1998; Белько, Гордей, Хохлова, 2004; Белько, Гордей, Щетько, 2009).

Такой подход оправдан и обусловлен спецификой селекции тритикале (Гордей, 2002):

• отсутствием естественного центра видо - и формообразования, что требует постоянного синтеза новых форм в процессе селекции;

• непредсказуемостью генетических эффектов при взаимодействии геномов родительских форм пшеницы и ржи у гибридов;

• необходимостью подбора комбинаций скрещивания пшеницы и ржи с комплементарным эффектом взаимодействия геномов и гомеологичным гетерозисом;

• необходимостью оптимизации цитоплазматического фона для более полной экспрессии ядерных генов исходных видов;

• целенаправленной хромосомной реконструкцией геномов при целевой селекции на хлебопекарные свойства, кормовые цели или бродильное производство;

• использованием рекомбинационно-интрогрессивной селекции.

Значительный интерес представляют рекомбинантные ржано-пшеничные

амфидиплоиды с цитоплазмой ржи - секалотритикум (Гордей [и др.], 1992; Гордей, Белько, Хохлова, 2000).

Совершенствование культуры тритикале идет более сложными путями, чем традиционных зерновых культур. При получении первичных тритикале, выведении вторичных гексаплоидных номеров и улучшении ранее созданных форм пользуются специальными методами.

Первичные тритикале различного уровня плоидности получают путем скрещивания в основном двух видов пшеницы (твердой и мягкой) и ржи. Однако получение гибридных зерен от таких межродовых скрещиваний затруднено из-за несовместимости геномов пшеницы и ржи. У гибридов проявляется слабое завязывание гибридных зерен и пониженная их жизнеспособность (Афанасьева, 1984).

Достаточно полно изучены условия среды, плоидность родительских форм, сроки и способы опыления, способствующие лучшему завязыванию семян. Выявлено положительное действие на процесс оплодотворения различных химических веществ и облучения при обработке ими растений, семян и пестиков цветка (Сергеев, 1989). Обработки растений пролином и смесью гибберелловой и борной кислот, салициловой кислотой существенно не повышали процент завязывания гибридных зерен, но увеличивали частоту образования жизнеспособных зародышей (Сечняк, Лукьянюк, Симоненко, 1985). Как показали исследования, снижение несовместимости было достигнуто при обработке колосьев и цветков водными растворами (0,003 и 0,005%) стероидных гликозидов, выделенных из семян представителей семейства пасленовых. Завязывание зерна в кастрированных колосьях увеличилось в 1,5 - 5,3 раза (Котельникова, Буюкли, 1986).

Генетический метод преодоления нескрещиваемости предложили И.А. Гордей, Г.М. Гордей (1985). Он основан на гибридизации высокоурожайных сортов пшеницы, несовместимых с рожью, с формами пшеницы, несущими гены хорошей скрещиваемости. Отбирают продуктивные образцы с генами совместимости и используют их в гибридизации с рожью. Метод позволяет расширить генофонд сортов пшеницы для создания амфидиплоидов и повысить завязываемость семян в 5 - 6 раз (с 6 - 7 до 30 - 50%).

Разработаны различные приемы и методы восстановления фертильности у амфигаплоидов поко