CC BY
11
УДК 631.52;633.854.78
изучение исходного материала
для селекции подсолнечника в условиях
кулундинской степи
С.С. КИРИЛЛОВ, зав. лабораторией А.С. ПОЛИЩУК, научный сотрудник Алтайский НИИ сельского хозяйства, Научный городок, 35, Барнаул, 656910, Россия E-mail: [email protected]
Резюме. В Алтайском НИИСХ в 2011-2013 гг. с целью подбора исходного материала для создания самоопыленных линий подсолнечника, изучено 5 образцов 02 группы спелости (скороспелые), 14 образцов - 03 группы (раннеспелые) и 18 образцов - 04 группы спелости (среднеранние). Исследования проводили на каштановой супесчаной почве Кулундинской степи Алтайского края. Площадь делянки 9,8 м2, повторность трехкратная, предшественник - чистый пар. Густота стояния растений в опыте 40 тыс. шт./га. Наиболее перспективны в качестве источников хозяйственно полезных признаков из скороспелых образцов по урожайности и содержанию масла в семенах гибрид Кулундинский 3 и сорт СУР, которые обеспечили наибольший выход масла - 0,68 и 0,56 т/га соответственно. Сорта Кулундинский 1 и Енисей отличались крупными семянками, при этом первый из них превосходил второй по урожайности маслосемян на 0,07 т/га, а по масличности на 2,5%. Из группы раннеспелых лучшими были гибриды Триумф, С 207, Красотка, Марвик, а также сорта Казачий и Кавказец. Урожайность выделенных гибридов варьировала от 1,83 т/га (Красотка) до 2,08 т/га (Триумф), что выше, чем в среднем по опыту, на 0,17-0,42 т/га. Высокой масличностью семян (48,1 %) характеризовался гибрид Марвик. Сорта Казачий и Кавказец незначительно уступали гибридам по урожайности, но превосходили большинство из них по содержанию масла в семенах. Среднеранние образцы с продолжительным вегетационным периодом можно включать в селекционный процесс с условием скрещивания их со скороспелыми сортами и гибридами. В этой группе выявлены доноры высокой масличности - сорт Флагман (50,1%) и гибрид Престиж (49,1%).
Ключевые слова: подсолнечник, сорт, гибрид, группа спелости, урожайность, масличность.
Для цитирования: Кириллов С.С., ПолищукА.С. Изучение исходного материала для селекции подсолнечника в условиях Кулундинской степи //Достижения науки и техники АПК. 2015. Т. 29. № 6. С. 38-40.
Эффект гетерозиса проявляется если в гибридизации участвуют генетически разнородные самоопыленные линии, обладающие высокой комбинационной способностью по хозяйственно ценным признакам [1, 2, 3]. Получение таких линий возможно на основе нового исходного материала, максимально адаптированного к местным климатическим условиям [4].
Кулундинская степь занимает южную окраину Западно-Сибирской низменности, расположенную в междуречье Оби и Иртыша, и в климатическом отношении значительно отличается от традиционных районов возделывания подсолнечника в европейской части России. Главная особенность климата - короткое, но жаркое лето. Продолжительность безморозного периода составляет 114-135 дн. Сумма положительных температур за период активной вегетации растений изменяется от 2100° на северной границе территории до 2400° на юге. По увлажнению регион относится к засушливой зоне. Среднее годовое количество осадков составляет 250-300 мм. Влагообеспеченность наименьшая в Западной Сибири. Условный показатель увлажнения - гидротермический коэффициент - равен 0,6-0,8 [5].
Почвенно-климатические условия Кулунды вполне пригодны для возделывания подсолнечника, здесь сосредоточено около 60% всей занимаемой этой культурой площади в Алтайском крае. Однако сравнительно малое количество безморозных дней и раннее наступление осенних холодов позволяют выращивать только скороспелые и раннеспелые сорта с продолжительностью периода от всходов до физиологической спелости не более 110 дн. Формы с более длительным периодом вегетации не достигают хозяйственной спелости, определяемой уборочной влажностью 10-12%. Поэтому поиск скороспелых и раннеспелых генотипов, приспособленных к местным острозасушливым климатическим условиям, - важная задача для повышения эффективности селекционной работы.
Межлинейные гибриды и сорта, рекомендованные к использованию в производстве, как правило, обладают рядом ценных признаков и свойств. Гибриды, полученные на основе линий с высокой комбинационной способностью, а сорта - отбором лучших по продуктивности генотипов отличаются высокой устойчивостью к заболеваниям, часто комплексной, поэтому очень перспективно их использование в качестве источников хозяйственно полезных признаков.
Цель исследований - изучение сортов и гибридов отечественной и зарубежной селекции различных групп спелости для выделения исходного материала адаптивного к условиям Кулундинской степи.
Условия, материалы и методы. Работу проводили на Кулундинской СХОС ФГБНУ Алтайский НИИСХ (Ключевский район, Алтайский край) в 2011-2013 гг.
Метеорологические условия в годы исследований складывались следующим образом. В мае 2011 г. наблюдался недобор осадков (38% от нормы), при температуре близкой к среднемноголетним показателям. Активный рост и развитие растений проходили при хорошем увлажнении (151 и 163% от нормы за июнь и июль соответственно). При этом июнь был теплее обычного на 2,4°С, а июль - холоднее на 2,0°С. В августе сложились оптимальные условия для созревания (осадков выпало 72% от нормы, температура на 1°С выше).
По температурному режиму май 2012 г. был близок к среднемноголетним показателям, осадков же выпала половина нормы. Повышенные температуры наблюдали на всем протяжении периода вегетации. В июне было теплее обычного на 3,2°С, в июле - на 1,8°С, в августе - на 1,2°С. При этом в I декаду июня выпало 32,6 мм осадков из 36,8 мм среднемного-летней месячной нормы, в I декаду июля - 102,9 мм (528% к декадной норме или 203% к норме за месяц), но в августе наблюдался дефицит влаги в почве.
В 2013 г. за I и II декаду мая осадков выпало 304 и 356% соответственно. Во вторую декаду было холоднее обычного на 5,1°С. Посев проводили во влажную и холодную почву, что привело к увеличению периода «посев-всходы». Июнь оказался холоднее среднемно-голетних показателей на 1,6°С, количество осадков составило 38% от нормы. В июле же осадков выпало
Таблица. характеристика образцов подсолнечника, 2011-2013 гг.
Сорт, гибрид Дней до цветения Уборочная влажность семян, % Урожайность, т/га Масса 1000 шт., г Содержание масла в семенах, % Сбор масла, т/га
02 группа спелости (скороспелые)
Кулундинский 1 54 15,7 1,26 97,5 43,7 0,55
Кулундинский 3 F1 57 17,6 1,44 71,1 47,2 0,68
Енисей 54 14,9 1,19 93,8 41,2 0,49
СУР 56 16,1 1,21 71,3 46,5 0,56
Иртыш 54 14,3 1,09 69,7 45,8 0,50
В среднем по группе 55 15,7 1,24 80,7 44,9 0,56
НСР 05 0,11
03 группа спелости (раннеспелые)
Казачий 58 19,8 1,59 60,8 48,4 0,77
Бузулук 61 21,3 1,46 51,2 48,9 0,71
Битюг 60 19,4 1,36 89,2 41,2 0,56
Р-453(Родник) 60 20,3 1,47 73,6 48,2 0,71
Заря 64 22,6 1,46 71,3 47,7 0,70
Кавказец 60 20,2 1,52 72,7 47,8 0,73
Триумф F1 62 21,1 2,08 59,3 46,1 0,96
С 207 F1 64 25,6 1,96 57,9 44,2 0,87
N8-4-3003 F1 62 22,7 1,75 51,4 45,3 0,79
N8-4-2113 F1 62 20,5 1,58 50,6 45,6 0,72
Донской 22 60 19,3 1,57 63,7 42,1 0,66
Красотка F1 62 24,7 1,83 58,2 45,5 0,83
Савинка F1 62 22,4 1,74 51,8 46,2 0,80
Марвик F1 62 24,2 1,84 61,6 48,1 0,88
В среднем по группе 61 21,6 1,66 62,4 46,1 0,76
НСР 05 0,15
04 группа спелости (среднеранние)
Флагман 68 26,7 1,67 49,6 50,1 0,84
Лакомка 67 25,2 1,43 98,8 43,6 0,62
Темп 66 24,8 1,91 51,2 48,7 0,93
Сигнал 67 24,1 1,66 49,0 48,3 0,80
Альзан 66 25,3 1,78 54,3 46,8 0,83
Аламо 66 25,6 1,92 48,3 47,4 0,91
Альтес 67 25,5 1,74 46,4 46,3 0,81
Гарант 65 26,2 1,35 42,7 48,2 0,65
РР 63А44 65 24,8 1,86 51,2 48,0 0,89
РР 63А90 64 25,4 2,03 57,1 43,8 0,89
Престиж 68 26,1 1,72 60,5 49,1 0,84
Кубанский 930 63 24,6 1,59 49,6 48,2 0,77
Санмарин 444 65 25,3 1,57 61,7 47,4 0,74
Арена 68 26,2 1,68 50,4 46,1 0,77
Брио 67 24,7 1,84 54,9 47,6 0,88
Делфи 67 24,5 1,76 55,3 48,2 0,85
Долби 66 25,1 1,73 53,2 46,5 0,80
Казио 65 25,3 1,65 54,1 45,3 0,75
В среднем по группе 66 25,3 1,72 54,9 47,2 0,81
НСР 05 0,15
141,1 % от нормы, на фоне температур ниже средне-многолетних на 1,4°С. Август характеризовался повышенной влагообеспеченностью (132% от месячной нормы), температура воздуха в этот период находилась на уровне среднемноголетней.
При закладке опытов и проведении учетов руководствовались методикой государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур [6]. Коллекция исходного материала насчитывала 37 сортообразцов отечественной и зарубежной селекции, пять из них 02 группы спелости (скороспелые); четырнадцать - 03 (раннеспелые) и восемнадцать -04 (среднеранние). Образцы высевали на двух-рядковых делянках площадью 9,8 м2 в трехкратной повторности. Размещение делянок систематическое со смещением на шесть. Уборку проводили одновременно.
Урожайность учитывали методом сплошной уборки со всей площади делянки. Содержание масла в семенах определяли методом ядерно-магнитного резонанса. Урожайные данные приведены к 100 %-ной чистоте и стандартной влажности. Дисперсион-
ный анализ опытных данных выполнен по методике Б.А. Доспехова [7].
результаты и обсуждение. Наряду с продуктивностью, один из основных параметров сортов и гибридов подсолнечника в условиях Кулундинской степи Алтайского края - продолжительность вегетационного периода. Так как именно она определяет возможность возделывания того или иного сорта в регионе. Поэтому наиболее ценные источники хозяйственно полезных признаков сорта и гибриды 02 и 03 групп спелости (скороспелые и раннеспелые). Они способны вызревать в условиях короткого лета и формировать маслосемена высокого качества.
По результатам трехлетнего изучения продолжительность периода всходы - цветение образцов скороспелой группы составила 54-57 дн. (см. табл.), раннеспелой - 58-64 и среднеранней - 63-68 дн. Средняя уборочная влажность семян по группам была равна 15,7; 21,6 и 25,3% соответственно. Причем наибольшее варьирование этого признака наблюдали в раннеспелой группе - от 19,3% у гибрида Донской 22 до 25,6% у гибрида С 207. Ги-
бриды С 207, Красотка и Марвик созревали позже всех остальных раннеспелых образцов. Влажность семян во время уборки у них превышала величину этого показателя в среднем по группе на 3-4% и приближалась к среднеранним.
В группе скороспелых лучшими по продуктивности были гибрид Кулундинский 3 и сорт СУР, но образцы раннеспелой и среднеранней групп в условиях Кулундинской степи обладали большим потенциалом. Так, урожайность в среднем по группе скороспелых составила 1,24 т/га; раннеспелых - 1,66 и среднеран-них - 1,72 т/га. Зависимость между продолжительностью периода вегетации и сбором семян с единицы площади была средней положительной. Коэффициент корелляции между числом дней до цветения и урожайностью маслосемян составлял 0,63. Высокий урожай сформировали гибриды Триумф, PR63A90, С 207, Аламо, Темп, PR63A44. Наиболее продуктивные сорта Казачий и Кавказец можно использовать в системе скрещиваний для получения новых закрепителей цито-плазматической мужской стерильности как носителей цитоплазмы Н. annuus.
Масличность изученных сортообразцов варьировала от 41,2% (сорт Енисей) до 50,1% (сорт Флагман). Кроме того, по величине этого показателя выделялся гибрид Престиж - 49,1%. Все высокомасличные образцы относились к 04 группе спелости и зацветали одними из последних - на 68 дн. после всходов, что делает их малопригодными для прямого использования в качестве исходного материала в дальнейшей селекционной работе. В целом подавляющее большинство среднеранних образцов можно включать в селекци-
онный процесс только при условии скрещивания со скороспелыми формами и дальнейшим отбором ра-ноцветущих генотипов.
Особую ценность в качестве источников исходного материала из всех изученных представляют образцы раннеспелой группы.Лучшие из них(Триумф F1) не уступают по продуктивности среднеранним, но отличаются более коротким вегетационным периодом.
Сегодня очень актуально создание крупноплодных сортов подсолнечника специального назначения. В этой связи определенный интерес представляют Кулундинский 1, Енисей, Битюг, Лакомка, масса 1000 семян которых составляет 89,2-98,8 г, что дает возможность использовать их в селекции подсолнечника кондитерского типа.
выводы. Для условий Кулундинской степи Алтайского края в качестве источников хозяйственно полезных признаков выделены следующие наиболее перспективные образцы:
из группы скороспелых - сорт Кулундинский 1 для селекции на крупноплодность, гибрид Кулундинский 3 и сорт СУР, обеспечившие в своей группе наибольший выход масла с единицы площади;
из группы раннеспелых - сорт Битюг, обладающий высокой массой 1000 семянок, гибриды Триумф, С 207, Красотка и Марвик, сорта Казачий и Кавказец, обладающие комплексом хозяйственно ценных признаков (урожайность маслосемян и их масличность);
из группы среднеранних - сорт Флагман и гибрид Престиж как наиболее высокомасличные.
Литература.
1. Силкова Т.А., Фомченко Н.С., Давыденко О.Г. Основные результаты селекции гибридного подсолнечника Helianthus annuus L. в республике Беларусь // Молекулярная и прикладная генетика. 2008. Т. 8. С. 52-57.
2. Гаврилова В.А., Рожкова В. Т.Доноры восстановления фертильности пыльцы линий ЦМС подсолнечника для гетерозисной селекции // Идентифицированный генофонд растений и селекция / Под ред. Б.В. Ригина, Е.И. Гаевской. ГНЦ РФ ВНИИР им. Н. И. Вавилова (ВИР). Санкт-Петербург, 2005. С. 377-389.
3. Heterosis for agronomically important traits in sunflower/N. Hladni, D. Skoric, M. Kraljevic-Balalic, Z. Sakac, V. Miklic //Helia. 2007. Vol. 30. № 47. P. 191-198.
4. Springer M., Stupar М. Allelic variation and heterosis in maize: How do two halves make more than a whole?// Genomt Research. 2007. Vol. 8117. P. 264-275.
5. Агроклиматический справочник по Кулундинской группе районов Алтайского края (Бурлинский, Славгородский, Табун-ский, Кулундинский, Ключевской, Михайловский, Волчихинский, Угловский). Новосибирск: Западно-Сибирское управление гидрометеорологической службы, 1969. 88 с.
6. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. Выпуск второй. М: Сельхозиздат, 1963. 304 с.
7. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследований) 5-е изд; доп. и перераб. М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.
study of source material for sunflower breeding under conditions
of kulunda steppe
S.S. Kirilov, A.S. Polishchuk
Altai Research Institute of Agriculture, Nauchny gorodok, 35, Barnaul, 656910, Russia
Summary. In Altai Research Institute of Agriculture there were studied 5 samples of the 02 group of ripeness (early-season), 14 samples of the 03 group (early-maturing) and 18 samples of the 04 group (middle-early) to select new sources for development of self-pollinated lines of sunflower. Investigations were carried out on chestnut sabulous soil of Kulunda steppe of Altai Krai. The area of plot was 9.8 m2, there were three replications, the predecessor was bare fallow. The density of planting in the test was 40 000 plants per a hectare. The hybrid Kulundinsky 3 and variety SUR are the most perspective as source material of early-season samples in productivity and oil content in seeds. These cultivars provided the greatest output of oil - 0.68 and 0.56 t/ha, correspondingly. Varieties Kulundinsky 1 and Enisej were distinguished by large achenes, the former surpassed the latter in the productivity of oil seeds by 0.07 t/ha, and in the oil content by 2.5 %. From the group of early-maturing samples hybrids Triumf, S 207, Krasotka, Marvik, as well as varieties Kazachy and Kavkazets were the best. The productivity of these hybrids varied from 1.83 t/ha (Krasotka) to 2.08 t/ha (Triumf), which is higher than average productivity in the test by 0.17...0.42 t/ha. Hybrid Marvik was characterized by high oil content (48.1 %). Varieties Kazachy and Kavkazets insignificantly yielded to hybrids in productivity, but they surpassed the most of them in oil content in seeds. Middle early samples with long vegetative period can be included in breeding process provided their crossing with early-repining varieties and hybrids. Donors of high oil content were discovered in this group - variety Flagman (50.1 %) and hybrid Prestizh (49.1 %).
Key words: sunflower, variety, hybrid, group of ripeness, yield, oil content.
Author details: S.S. Kirilov, Head of Laboratory (e-mail: [email protected]); A.S. Polishchuk, Researcher.
For citation: Kirilov S.S., Polishchuk A.S. Study of source material for sunflower breeding under conditions of Kulunda steppe // Dosti-
zheniya nauki i tekhniki APK. 2015. V. 29. № 6. pp. 38-40 (In Russ).
