Оценка сортов и линий Казахстано-Сибирского питомника и создание исходного материала для селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

нушка, Анна, Амулет, Гренада, Добрыня, Идун, Источник, Кокинская ранняя, Куйбышевская, Мария, Мидвей, Мидленд, Омская ранняя, Пурпуровая, Фея, Фестивальная ромашка, Шуэкроп, Щедрая.

Анализ причин снижения урожайности по годам выявил, что на нее в большей степени повлияли в 1988, 1989, 1994,

1999 гг. - засуха, в 1986, 1990, 1998, 2003, 2004 гг. — зимние морозы и засуха, в 2001 г. — зимние морозы, засуха, заморозки во время цветения, в 2000 и 2002 гг. — зимние морозы и избыток осадков в период цветения и налива ягод, способствовавший сильному распространению серой гнили.

У сортов Александрина, Аленушка, Анна, Источник, Мария, Фестивальная ромашка и элитной формы 59-90-1 высокая биологическая продуктивность (56106 т/га) и урожайность (9-11 т/га). Ягоды крупноплодных сортов Источник, Александрина, Фестивальная ромашка пригодны для употребления в свежем виде, переработки и замораживания. Ароматные, десертного вкуса ягоды сорто-образцов Аленушка, Анна, Марышка целесообразнее использовать в свежем виде. Лучшими сортами для замораживания являются Фейерверк, Аленушка. Из ягод сорта Мария получаются продукты переработки высокого качества. Ягоды контрольного сорта Идун рыхлые, нетранспортабельные, теряют форму и цвет при переработке и замораживании.

В низкогорье Алтая из болезней и вредителей земляники распространены: белая

пятнистость, серая гниль, земляничный клещ, малинно-земляничный долгоносик.

Особое внимание уделялось отбору сортов с комплексной устойчивостью к основным болезням и вредителям, обладающих повышенным потенциалом адаптивности. Комплексной устойчивостью к белой пятнистости и земляничному клещу обладают элитные формы 22-96-3, 23-96-23, 23-96-25 и 24-96-22; к серой гнили и земляничному клещу — Шуэкроп, Мидленд, Анна, 58-90-1; к серой гнили, земляничному клещу и малинноземляничному долгоносику — Щедрая, Омская ранняя; к земляничному клещу и малинно-земляничному долгоносику — Найдена добрая, Элиста.

Заключение

По результатам исследований наиболее адаптивными и урожайными, с высоким качеством ягод, пригодных для потребления в свежем виде, технологической переработки и замораживания в условиях низкогорья Алтая являются сорта Александрина, Аленушка, Анна, Источник, Мария, Фестивальная ромашка.

Библиографический список

1. Программа и методика сортоизуче-ния плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Мичуринск, 1970. 240 с.

2. Программа и методика сортоизуче-ния плодовых, ягодных и орехоплодных культур. Орел, 1999. 606 с.

3. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта / Б.А. Доспехов. М.: Колос, 1985. 416 с.

+ + +

УДК 631.53.037:631.52/53 (571.1)

В.П. Шаманин, А.С. Чурсин

ОЦЕНКА СОРТОВ И ЛИНИЙ КАЗАХСТАНО-СИБИРСКОГО ПИТОМНИКА И СОЗДАНИЕ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ В УСЛОВИЯХ ЮЖНОЙ ЛЕСОСТЕПИ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

Ученый должен быть всегда над глобусом.

Н.И. Вавилов

После окончания в 1945 г. самой разрушительной и жестокой войны современной истории человечество столкнулось с новой угрозой — голодом. В начале вто-

рой половины ХХ века эта угроза особенно ощутимо нависла над населением огромной территории планеты — Азии и Африки.

Выведенные СИММИТом высокоурожайные сорта пшеницы в 60-х годах спасли от голода миллионы людей на Земле. Это событие, названное «Зеленой революцией», было отмечено присуждением Нобелевской премии основоположнику СИММИТа, «отцу Зеленой революции», Норманну Борлаугу. Угроза голода в тот период была ликвидирована [1].

В современных условиях перед человечеством вновь возникает проблема продовольственного кризиса, в частности, возрастает дефицит пшеницы. Страховые запасы зерна пшеницы достигли критической отметки около 150 млн т, при потребности более 500 млн т. Годовое производство зерна пшеницы в среднем колеблется на уровне 600 млн т. К 2020 г. оно должно составить более 900 млн т — это довольно сложная задача, учитывая, что посевные площади в мире уменьшаются, а урожайность пшеницы в большинстве развитых стран достигла предельного уровня (в странах Евросоюза — около 100 ц/га).

Западная Сибирь и Северный Казахстан являются огромным регионом, где яровая пшеница высевается на площади около 20 млн га. Возможности увеличения урожайности и общего объема производства зерна в указанных регионах имеются, что может внести существенный вклад в решение мировой проблемы, над которой работают ученые СИММИТа.

Миссия СИММИТа: СИММИТ функционирует в качестве катализатора и лидера глобальной инновационной сети сотрудничества по кукурузе и пшенице, которая служит во благо бедных в развивающихся странах. «За счет сильной науки и эффективных партнерств мы создаем, делимся и используем знания и технологии для улучшения продуктивности и рентабельности систем земледелия, и сохраняем природные ресурсы» [2].

СИММИТ является одной из 16 организаций, занимающихся проблемами продовольствия и охраны окружающей среды, известных как Future Harvest Centers (Центры будущего урожая). Расположенные по всему миру Центры будущего урожая выполняют исследовательские работы в сотрудничестве с фермерами, учеными и политиками для снижения бедности и укрепления продовольственной безопасности, сохраняя при этом природные ресурсы. Данные центры поддерживаются Консультативной группой по международным сельскохозяйственным ис-

следованиям (CGIAR), членами которой являются более 60 стран мира, частные фонды, региональные и международные организации. Финансовая поддержка исследовательских проектов СИММИТа также исходит из многих других источников включая фонды, банки развития, государственные и частные службы [2].

В 1998 г. была налажена челночная селекционная программа, которая стала связующим звеном между научными учреждениями Казахстана, Западной Сибири и Программой по пшенице СИММИТа (Международный центр улучшения кукурузы и пшеницы, Мексика). Основная задача данного сотрудничества — обеспечение нового генетического разнообразия сортов пшеницы для улучшения устойчивости к болезням, урожайности, засухоустойчивости и качества зерна [3].

Казахстано-Сибирский питомник обмена яровой мягкой пшеницей (КАСИП-ЯМП) согласно принятому соглашению является ежегодным и служит в качестве основного механизма обмена сортами и селекционным материалом. Первый КАСИБ (Казахстано-Сибирская сеть по селекции яровой пшеницы) был сформирован весной

2000 г. и разослан в 12 учреждений-участников сети КАСИБ. Мы начали работу в 2003 г. с материалом 4-го КАСИБА.

Цель сети КАСИБ — повышение эффективности селекции яровой пшеницы в Северном Казахстане и Сибири через обмен сортами, селекционным материалом, координированную оценку материала, обмен информацией, встречи и совещания.

Цель исследований — провести селекционную оценку сортов яровой мягкой пшеницы из Казахстано-Сибирского питомника и создать на её основе исходный материал для селекции в условиях южной лесостепи Западной Сибири.

Задачи исследований:

- оценить сорта яровой пшеницы Казахстано-Сибирского питомника и отобрать лучшие по основным хозяйственноценным признакам;

- создать исходный материал путем скрещивания выделенных сортов;

- изучить комбинационную способность родительских форм по важнейшим количественным признакам и определить характер их наследования;

- провести оценку гибридных популяций и выделенных линий пшеницы в селекционных питомниках.

Научная новизна. Показана селекционная значимость изученных образцов яро-

вой мягкой пшеницы из коллекции КАСИБ для условий южной лесостепи Западной Сибири по важнейшим хозяйственноценным признакам и выделены их источники и доноры. Определена комбинационная способность лучших образцов коллекции и сортов, вовлеченных в скрещивания по компонентам продуктивности растений; установлен характер их наследования. Выявлены коэффициенты корреляции по количественным признакам у сортообразцов и гибридов пшеницы в различные по влагообеспеченности годы. Создан исходный материал для селекции на урожайность, устойчивость к бурой ржавчине и мучнистой росе.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Селекционным учреждениям Западной Сибири рекомендуется использовать в селекционных программах выделенные из коллекции КАСИБ образцы — источники и доноры отдельных хозяйственно-ценных признаков и устойчивости к болезням.

Условия проведения опытов. Опытное поле Омского государственного аграрного университета расположено в зоне южной лесостепи Омской области.

Почвы зоны представлены в основном разновидностями обыкновенных слабовы-щелоченных и карбонатных чернозёмов. Почвы опытного поля ОмГАУ — чернозём обыкновенный среднемощный, среднегу-мусный.

Основные лимитирующие факторы региона: засуха (число засушливых лет — 3050%), тёплое, зачастую — жаркое непродолжительное лето, короткие весна и осень, короткий безморозный период, резкие колебания температуры, во влажные годы — эпифитотийное развитие болезней (мучнистая роса, бурая ржавчина и др.)

Таким образом, учитывая сложные агроклиматические условия зоны, к сортам предъявляются высокие требования. Они должны сочетать в себе высокую урожайность, засухоустойчивость и устойчивость к болезням, быть достаточно скороспелыми.

Наша работа разделена на два этапа:

- селекционная оценка сортов и линий Казахстано-Сибирского питомника;

- создание исходного материала яровой мягкой пшеницы путем скрещивания лучших образцов Казахстано-Сибирского питомника. Сорта и линии питомника представлены в таблице 1.

Каждый из участников сети по улучшению яровой пшеницы представил в 4-й КАСИБ от 2 (Челябинский НИИСХ) до 5 (СибНИИРС) сортов. Из 48 изучаемых сортов 11 имеют разновидность эритрос-пермум. В питомнике представлены как реестровые сорта, так и сорта, находящиеся в государственном сортоиспытании.

Коэффициенты вариации количественных признаков. Оценку модификационной изменчивости количественных признаков у образцов Казахстано-Сибирского питомника проводили по классификации Ю.Л. Гужова, согласно которой уровень варьирования можно подразделить на девять ступеней и считать его незначительным, когда коэффициент изменчивости не превышает 8%, умеренно слабым (8,110,0%); ниже среднего (10,1-12,0%); средним (12,1-18,0%); выше среднего (18,1-20,0%); умеренно высоким (20,124,0%); высоким (24,1-36,0%); очень высоким (больше 36,1%) и высоким при ас-симетричном распределении значения признака (больше 50%). Изменчивость количественных признаков показана в таблице 2.

Из таблицы 2 следует, что в 2003 г. число колосков в колосе относилось к вы-соковарьирующим признакам. Умеренно высоким этот показатель был у урожайности зерна. У остальных признаков наблюдалось варьирование от выше среднего до умеренно слабого.

В 2004 г. умеренно высокий показатель коэффициента вариации был отмечен по урожайности. Средний коэффициент вариации наблюдался у признаков — масса зерна колоса и продуктивная кустистость. Остальные признаки относятся к слабо-варьирующим.

Вариация на уровне выше среднего наблюдалась в 2005 г. у признаков урожайность и масса зерна колоса, средняя у коэффициента хозяйственной продуктивности, числа зерен в колосе и продуктивной кустистости. У остальных признаков коэффициент вариации был ниже среднего. В целом, за три года изучения коллекции, самые низкие коэффициенты вариации были отмечены в 2004 г.

В среднем за три года изучения коэффициент вариации со значением выше среднего наблюдался у урожайности. Средним он был у массы зерна колоса. Остальные показатели относились к группам от ниже среднего до умеренно слабого.

Таблица 1

Сорта и линии 4-го Казахстано-Сибирского питомника

Сорт Учреждение-оригинатор Разновидность

1 Омская 34 СибНИИСХ Лютесценс

2 Омская 35 -//- -//-

3 Лютесценс 148-97-16 -//- -//-

4 Чернява 13 ОмГАУ -//-

5 Соната -//- -//-

6 Нива 2 -//- -//-

7 Голубковская -//- -//-

8 Эритроспермум 59 -//- Эритроспермум

9 Ирень Красноуф. СХОС Мильтурум

10 Иргина -//- -//-

11 Красноуфимская 90 -//- Лютесценс

12 Сибирская 12 СибНИИРС -//-

13 Сибирская 123 -//- -//-

14 Новосибирская 15 -//- -//-

15 Новосибирская 29 -//- -//-

16 Удача -//- -//-

17 Лютесценс 509 Алт. НИИЗИС -//-

18 Лютесценс 574 -//- -//-

19 Лютесценс 424 -//- -//-

20 Алтайская 50 -//- -//-

21 Эритроспермум 760 Кург. НИИСХ Эритроспермум

22 Ария -//- Лютесценс

23 Терция -//- -//-

24 Фора -//- -//-

25 Челяба Чел. НИИСХ Эритроспермум

26 Чебаркульская -//- Лютесценс

27 Астана НПЦ зернового хозяйства -//-

28 Байтерек -//- -//-

29 Шортандинская улучшенная Карабалык. СХОС -//-

30 Лютесценс 13 -//- -//-

31 Лютесценс 54 -//- -//-

32 Эритроспермум 78 КИЗ Эритроспермум

33 Надежда -//- -//-

34 №18 (эритроспермум) -//- -//-

35 Эритроспермум 727 Павлод. НИИСХ -//-

36 Лютесценс 29-94 -//- Лютесценс

37 Лютесценс 30-94 -//- -//-

38 Лютесценс 53-95 Актюб. СХОС -//-

39 Степная 1 -//- -//-

40 Актюбинка -//- -//-

41 Актюбе 32 В.-Каз. НИИСХ -//-

42 ГВК 1860-8 -//- -//-

43 ГВК 1369-2 -//- -//-

44 ГВК 1357-9 НИСХИ -//-

45 Э-746 -//- Эритроспермум

46 Э-756 -//- -//-

47 Э-757 -//- -//-

48 Э-758 -//-

Корреляция между хозяйственноценными признаками представлена в таблице 3. В среднем за три года исследований сильная положительная взаимосвязь наблюдалась между следующими признаками: число колосков в колосе и число зерен в колосе (г т = 0,81), число зерен в колосе и масса зерна колоса

(г т = 0,82), число колосков в колосе и масса зерна колоса (г т = 0,75).

Значительная положительная корреляция была отмечена у признаков масса зерна колоса и масса 1000 зерен (г т = 0,59) и масса зерна колоса и урожайность (г т = 0,52).

Таблица 2

Коэффициенты вариации

Признак Коэффициент вариации

2003 г. 2004 г. 2005 г. среднее

Высота 9,8± 1,0 9,7±0,9 10,4± 1,0 8,4±0,8

Продуктивная кустистость 19,0±1,9 12,7±1,2 13,3±1,3 11,0±1,1

Число колосков в колосе 27,1 ±2,7 9,0±0,9 11,5±1,1 12,0±1,2

Число зерен в колосе 18,6±1,8 10,5±1,0 14,4±1,4 11,0±1,1

Масса зерна колоса 18,1 ±1,8 13,1±1,3 18,4±1,8 12,7±1,2

Масса 1000 зерен 12,6±1,3 8,9±0,9 11,5±1,1 7,8± 0,8

К хоз. 15,0±1,5 11,7±1,1 13,6±1,3 9,7± 0,9

Урожайность 23,9±2,4 21,3±2,1 18,9±1,8 19,7±1,9

Таблица 3

Корреляция хозяйственно-ценных признаков

Среднее за три года Высота Продуктивная кустистость Число колосков в колосе в і- 8 м 0 ло ко с и Ч Масса зерна колоса Масса 1000 зерен К хоз.

Продуктивная кустистость 0,09

Число колосков в колосе 0,39 0,35

Число зерен в колосе 0,30 0,36 0,81

Масса зерна колоса 0,29 0,19 0,75 0,82

Масса 1000 зерен -0,08 0,06 0,32 0,11 0,59

К хоз. 0,11 0,48 0,34 0,41 0,37 0,26

Урожайность 0,35 0,34 0,31 0,46 0,52 0,19 0,36

Примечание. Критическое значение коэффициентов корреляции на 5%-ном уровне значимости равно 0,2.

Умеренной взаимосвязью характеризовались следующие признаки: продуктивная кустистость и высота (г т = 0,39), высота и урожайность (г т = 0,35), продуктивная кустистость и число колосков в колосе (г т = 0,35), продуктивная кустистость и число зерен в колосе (г т = 0,36). Масса 1000 зерен была связана с числом колосков в колосе (г т = 0,32). Коэффициент хозяйственной продуктивности был умеренно связан с следующими признаками: продуктивная кустистость (г т = 0,48), число колосков в колосе (г т = 0,34), число зерен в колосе (г т = 0,41), масса зерна колоса (г т = 0,37). Так же умеренная взаимосвязь наблюдалась у урожайности и высоты (г т = 0,35), продуктивной кустистости (г т = 0,34), числа колосков в колосе (г т = 0,31), числа зерен в колосе (г т = 0,46) и коэффициента хозяйственной продуктивности (г т = 0,36).

Отрицательная связь наблюдалась между массой 1000 зерен и высотой растений.

Самым важным критерием оценки сортов по продуктивности является урожай зерна с единицы площади. Вклады факторов и их взаимодействия представлены на рисунке.

Создание исходного материала. В результате изучения коллекции выделены образцы, являющиеся источниками ценных биологических и хозяйственных признаков. Вовлечение этих образцов в селекционный процесс позволит создать ценный исходный материал для селекции яровой пшеницы в условиях Западной Сибири.

Скрещивание отобранных из коллекции сортов проведены по системе топкросс (12 комбинаций). Кастрацию растений проводили общепринятым методом, опыление — «твел»-методом. Всего было получено 3771 гибридных зёрен, при средней завязываемости 37,0%.

83%

—

,^*+++<

/♦+++++<

___^*+++++++++++++++++4 . . _

++++++++++++++++++++++++Л

+++++++++++++++++++++++++++++>

■+++++++++++++J *+++++++++^

■ ' ' ►++« ' '

■+++Ч , ■+++++Л

к*+++++++++++++* ■*+++++++++++** > .■►++++++* ! ►++++++++*

11%

6%

Вклад генотипа □ Вклад года О Вклад взаимодействия

Рис. Вклад генотипа, года и их взаимодействия в урожайность

Основной вклад в формирование урожайности внес год — 83%, доля генотипа составила 11, взаимодействие — 6%.

Образцы высевались делянками по 2 м2. Норма высева 500 всхожих зерен на 1 м2. Посев родительских форм проводился в 3 срока. Первый срок 5-7 мая, второй — после появления всходов на посевах первого срока, третий — через 5-7 дней после второго срока.

Сравнительное изучение гибридов F1, F2 и родительских форм проводили в полевых условиях в 2006-2007 гг. Схема посева Р, — F1 — F2 — Р2. Посев осуществляли вручную по чёрному пару, площадь питания составила 2,5х15 см. Норма высева — 40 зёрен на линейный метр. Повторность четырёхкратная, расположение делянок рендомизированное. Срок посева — 15-20 мая. Уборку ручных посевов осуществляли в конце восковой спелости вместе с корнями, просушивали и в лабораторных условиях анализировали по изучаемым признакам в Р1, F1 — по 100 растений.

В настоящее время лучшие образцы испытываются в селекционном питомнике первого года.

В заключение следует отметить, что коллекция КАСИБ имеет значительный полиморфизм по вегетационному периоду,

элементам продуктивности растений и устойчивости к болезням.

Гибридизацией сортов различных учреждений из коллекции КАСИБ создан ценный исходный материал для селекции яровой мягкой пшеницы в условиях Западной Сибири и Северного Казахстана.

Библиографический список

1. Карабаев М. Программа СИММИТа по улучшению пшеницы в Казахстане: вместе в XXI веке / М. Карабаев,

A. Моргунов, X. Браун. Агромеридиан. № 2(6). 2007. С. 9-22.

2. СИММИТ (Международный центр по улучшению кукурузы и пшеницы). Семена инновации: стратегия СИММИТа по борьбе с бедностью и голодом к 2020 г. Мехико: СИММИТ, 2003.

3. Третован Р. Челночная селекция между Мексикой и Казахстаном: результаты, подробности и перспективы / Р. Тре-тован, А. Моргунов, Ю. Зеленский, Я. Лаге. Агромеридиан. № 2(3). 2006. С. 23-27.

4. Лошаков В.Г. Три заповеди Николая Ивановича Вавилова / В.Г. Лошаков,

B.А. Лошакова // Изв. ТСХА. Вып. 5. М.: Изд-во РГУ-МСХА им. К.А. Тимирязева, 2007. С. 26-42.

+ + +