Посевные качества и урожайные свойства семян гибридов подсолнечника, выращенных в различных регионах Российской Федерации Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ. Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. Вып. 1 (138), 2008

А. Д. Бочковой,

доктор сельскохозяйственных наук П. И. Юрков,

аспирант

ГНУ ВНИИ масличных культур

ПОСЕВНЫЕ КАЧЕСТВА И УРОЖАЙНЫЕ СВОЙСТВА СЕМЯН ГИБРИДОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА, ВЫРАЩЕННЫХ В РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНАХ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УДК 633.854.78:631.523:631.531.12(470)

В научной литературе имеются многочисленные, зачастую противоречивые, сведения относительно влияния экологических условий места выращивания семян на основные параметры их посевных качеств и потенциале урожайности в потомстве. Сложность изучения данного вопроса заключается в трудности соблюдения правила единственного различия ввиду многообразия в действии почвенно-климатических факторов, способа размножения культуры, генотипа конкретного сорта и т. д.

Тезис о том, что факторы внешней среды оказывают существенное влияние на уровень выраженности различных признаков у селекционного материала в год его репродуцирования, по-суще-ству, не подлежит сомнению и не вызывает дискуссии в научном мире. Основные разногласия начинаются при обсуждении вопроса о влиянии различных условий на проявление признаков в потомстве выращенных семян, то есть на их посевные качества и урожайные свойства.

Обычно при рассмотрении влияния места репродуцирования семян на их посевные качества и урожайные свойства исследователи ссылаются на работу П. Н. Константинова (1939), утверждающего, что различия в урожайности одного и того же сорта в зависимости от разного происхождения могут «сильно перекрывать сортовые различия». В то же время, по нашему мнению, в приведенной работе не прослеживается родословная семенного материала.

Имеющиеся в научной литературе многочисленные ссылки на работы И. Г. Строны, к сожалению, отличаются значительно большей категоричностью выводов, чем это присуще самому автору. В частности, изучая вопрос о влиянии крупности семян на их урожайные свойства, И. Г. Строна установил, что между ними существует положительная корреляция. Однако он подчеркивает, что эта корреляция «неустойчива, подвижна и далеко не всегда достоверна» (Строна, 1962).

В научных публикациях по данному вопросу зачастую невозможно определить, насколько полученные прибавки урожайности существенны из-за отсутствия критериев достоверности различий

между вариантами опытов. Это также осложняет интерпретацию результатов исследований.

В работах по изучению влияния экологических условий на урожайные свойства семян подсолнечника, как правило, не содержится сведений о соблюдении норм пространственной изоляции от посевов других сортов или гибридов этой культуры. В то же время, игнорирование этого фактора может привести к переопылению изучаемого объекта пыльцой сортообразцов подсолнечника неизвестного происхождения и оказать существенное влияние на чистоту эксперимента.

Таким образом, разнокачественность семян, возникающая в результате сложного взаимодействия природных и наследственных факторов, является достаточно трудным для изучения признаком. В то же время, познание закономерностей формирования семян с высокими посевными качествами и урожайными свойствами открывает перспективы для выделения наиболее ценных в биологическом плане партий и разработки научно обоснованной технологии производства высококачественного семенного материала (Кизилова,1974).

Материал и методика проведения опытов. В период 2005-2007 гг. нами на центральной экспериментальной базе (ЦЭБ) ВНИИМК проведено изучение посевных и урожайных свойств семян первого поколения гибридов подсолнечника Кубанский 930, Триумф и Юпитер, выращенных в различных почвенно-климатических зонах страны и условиях фитотронно-тепличного комплекса ВНИИМК.

В Северо-Кавказском регионе семена выращивались на ЦЭБ ВНИИМК (г. Краснодар), Армавирской и Донской опытных станциях ВНИИМК, а также Организации научного обслуживания «Ставропольские масличные культуры» (г. Ставрополь).

В Нижневолжском регионе репродуцированием семян занималось ООО Семеноводческая компания «Солнечный город» (г. Новоаннинский Волгоградской области).

В Западно-Сибирском регионе гибридные семена были получены на Сибирской опытной станции ВНИИМК (г. Исилькуль Омской области).

Семена гибридов получали при контролируемом опылении под изоляторами. Стерильные материнские формы гибридов высевали чередующимися рядками с линиями - восстановителями фертильности пыльцы. Перед началом цветения соцветия материнских и отцовских форм изолировали с помощью изоляторов типа «рукав», изготовленных из ткани для сит или спанбонда.

В период цветения проводили опыление материнской формы пыльцой линии-восстановителя фертильности пыльцы. В процессе опыления осуществляли контроль стерильности материнской формы. По каждой комбинации скрещивания изолировали и опыляли 20-25 растений, опыление проводили 3-4 раза с интервалом 1-2 дня.

При определении урожайных свойств гибридных семян в потомстве опыт закладывали методом организованных повторений с систематическим размещением делянок. Делянка 4-рядковая, 25 гнезд в рядке с размещением растений по схеме 70^35 см. Общая площадь делянки 24,5 м2 , учетная - 12,2 м2, повторность четырехкратная. Посев ручными сажалками, 3-4 семени в гнездо. После прорывки оставляли по одному растению в гнезде.

В течение вегетации проводили фенологические наблюдения и биометрические измерения.

Масличность определяли методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР).

Результаты и обсуждение. Почвенно-климати-ческие условия в пунктах выращивания гибридных семян отличались как по сочетанию метеорологических факторов, так и по свойствам и уровню плодородия почвы (табл. 1).

Таблица 1 - Характеристика основных элементов климата и почвы в пунктах репродуцирования гибридных семян

Место репродуцирования Среднегодовое Среднегодовая Сумма эффек- Содержание элементов питания в почве

семян количество осадков, мм температура воздуха, оС тивных температур (>10 оС) Тип почвы гумус, % Р2 Оз мг/100 г К2 О мг/100 г

ЦЭБ ВНИИМК (г. Краснодар) 692 11,5 3600 Выщелоченный чернозем 3,5 23 29

Армавирская опытная станция ВНИИМК 552 10,4 3300 Выщелоченный чернозем 4,6 15 31

Донская опытная станция ВНИИМК 500 10,4 3300 Обыкновенный чернозем 4,1 12 27

ОНО «Ставропольские масличные культуры» 555 9,1 3150 Типичный малогу-мусный мощный чернозем 3,0 37 25

ООО «Солнечный город» (Волгоградская обл.) 443 7,1 2750 Обыкновенный чернозем 5,8 18 36

Сибирская опытная станция ВНИИМК (Омская область) 350 0,4 1600 Обыкновенный чернозем 6,8 10 14

Так, например, варьирование по среднегодово-

му количеству осадков составило от 350 мм в условиях Западной Сибири до 692 мм в условиях Краснодара. Существенные колебания отмечены также для таких показателей, как среднегодовая температура воздуха и сумма эффективных температур. Среднегодовая температура воздуха в Краснодаре составляет 11,5 оС, в то время, как в условиях Западной Сибири она равняется всего 0,4 оС. Сумма эффективных температур также различается более чем в 2 раза между данными пунктами. Наблюдались отличия между пунктами репродуцирования семян по типу почвы, содержанию гумуса и основных элементов минерального питания растений. Максимальное содержание гумуса (6,8 %) отмечено в почве Сибирской опытной станции, а минимальное 3,0 % в почве ОНО «Ставропольские масличные культуры». В то же время, по запасам подвижного фосфора в почве отмечена обратная закономерность. Обеспеченность почв обменным калием была достаточно высокой за исключением Сибирской опытной станции ВНИИМК. К факторам, влияющим на рост и развитие растений подсолнечника, следует также добавить различную долготу дня, интенсивность солнечного света и ряд других показателей, определяемых географической широтой и долготой местности.

Условия выращивания оказывали влияние на состав микрофлоры у семянок гибридов подсолнечника (табл. 2).

В среднем за 2005-2006 гг. семянок с наличием альтернарии больше всего отмечено у образцов, выращенных в условиях Армавирской опытной станции ВНИИМК.

В зависимости от генотипа доля таких семянок варьировала от 14 до 33 %. Несколько меньшая заселенность альтернари-ей отмечена у образцов семян Краснодарской (322 %) и Ставропольской (2-21 %) репродукции. В остальных пунктах выращивания семенного материала таких семян была значительно ниже. Помимо упомянутой закономерности необходимо также отметить особенность в реакции конкретного генотипа на условия выращивания. Так, например, у гибрида Кубанский 930 крас-

нодарскои, армавирскои и донской репродукции заселенность альтернарией была значительно меньшей, чем у гибридов Триумф и Юпитер. В то же время, при выращивании в Ставропольском крае ранги гибридов по этому признаку изменились на противоположные.

Таблица 2 — Состав микрофлоры у семянок гибридов подсолнечника в зависимости от экологических условий выращивания

2005-2006 гг.

Место Название Семянок с наличием микрофлоры, %

репроду-

Аль- Фо- Ризо- Верти- Фуза-

семян тер- моп- пус цил- риоз

нария сис лез

Кубанский 930 3±1,7 0 12±3,2 0 0

ЦЭБ ВНИИМК Триумф 22±4,1 0 3±1,7 1±0,9 6±2,4

(г. Краснодар) Юпитер 19±3,9 0 11±3,1 0 0

Армавирская Кубанский 930 14±3,3 0 11±3,1 0 5±2,2

опытная Триумф 33±4,7 1±0,9 14±3,3 3±1,7 2±1,4

станция Юпитер 32±4,7 1±0,9 1±0,9 0 6±2,4

ВНИИМК

Донская Кубанский 930 7±2,6 0 12±3,2 0 0

опытная Триумф 12±3,2 0 1±0,9 0 0

станция Юпитер 6±2,4 7±2,6 0 0 0

ВНИИМК

ОНО Кубанский 930 21±4,1 0 7±2,6 1±0,9 0

«Ставрополь Триумф 14±3,5 0 5±2,2 0 0

ские масличные Юпитер 2±1,4 0 9±2,9 1±0,9 0

культуры»

ООО «Солнеч- Кубанский 930 3±1,7 0 3±1,7 0 0

ный город» Триумф 0 15±3,6 10±3,0 0 0

(Волгоградская Юпитер 6±2,4 0 0 0 0

область)

Сибирская Кубанский 930 0 0 4±2,0 1±0,9 0

опытная Триумф 0 0 1±0,9 2±1,4 0

станция Юпитер 16±3,7 0 3±1,7 0 0

ВНИИМК

Тепличная Кубанский 930 10±1,3 0 2±1,4 0 0

репродукция Юпитер 3±1,7 0 0 0 0

начала таких патогенов были семена, выращенные на Донской опытной станции ВНИИМК, в Волгоградской области и условиях фитотронно-тепличного комплекса.

Посевные качества гибридных семян имели различия в зависимости от места репродуцирования (табл. 3).

Так, в годы проведения опытов наиболее крупные семена удалось получить на Армавирской и Донской опытных станциях ВНИИМК, а самые мелкие в Ставропольском крае и при выращивании в теплице.

Варьирование по массе 1000 семянок в зависимости от места репродуцирования составило у гибрида Кубанский 930 от 52 до 82 г, у гибрида Триумф от 50 до 73 г, у гибрида Юпитер от 58 до 85 г. Семена тепличной репродукции гибридов Кубанский 930 и Юпитер имели массу 1000 семянок 48 и 52 г, соответственно.

По всхожести все образцы соответствовали требованиям ГОСТ Р 52325-05, за исключением семян гибрида Кубан-

Семян с наличием инфекционного начала ризо-пуса в наших опытах было примерно в 2 раза меньше, чем это было отмечено для альтернарии. Относительно большая по абсолютной величине заселенность этим патогеном отмечена у семян краснодарской (3-12 %), армавирской (1-14 %) и донской (1-12 %) репродукции, несколько меньше заселение ризопусом было у семян, выращенных в других пунктах.

Заселенность семян фомопсисом наблюдалась в условиях Армавирской и Донской опытных станций, а также в образце семян гибрида Триумф, выращенного в Волгоградской области. Свободными от инфекционного начала данного патогена оказались семена краснодарской, ставропольской, сибирской репродукции, а также выращенные в условиях теплицы. Не обнаружено фомопсиса на семенах гибрида Кубанский 930 независимо от места их выращивания.

Что касается фузариоза и вертициллеза, то, как и в случае с фомопсисом, процент семянок с наличием такой микрофлоры был весьма незначительным. Полностью свободными от инфекционного

Таблица 3 — Посевные качества семян гибридов

подсолнечника, выращенных в различных почвенно-климатических зонах

2005-2006 гг.

Место репродуцирования семян Название гибрида Масса 1000 семянок, г Всхожесть, %

ЦЭБ ВНИИМК (г. Краснодар) Кубанский 930 Триумф Юпитер 60 60 62 87 87 87

Армавирская опытная станция ВНИИМК Кубанский 930 Триумф Юпитер 79 68 79 72 86 92

Донская опытная станция ВНИИМК Кубанский 930 Триумф Юпитер 82 64 85 92 91 91

ОНО «Ставропольские масличные культуры» Кубанский 930 Триумф Юпитер 52 50 71 98 85 96

ООО «Солнечный город» (Волгоградская область) Кубанский 930 Триумф Юпитер 67 66 58 98 96 99

Сибирская опытная станция ВНИИМК Кубанский 930 Триумф Юпитер 57 73 60 93 91 96

Тепличная репродукция Кубанский 930 Юпитер 48 52 89 87

ский 930 армавирской репродукции. Наиболее высокие показатели по всхожести имели семена, выращенные в условиях Волгоградской области (9699 %), Сибирской опытной станции ВНИИМК (9196 %) и Ставропольского края (85-98 %). Несколько меньше была всхожесть семян донской репродукции (91-92%), а семена, выращенные в условиях Краснодарского края, отличались самыми низкими по всхожести показателями, лишь незначительно превышающими минимально допустимый уровень установленный ГОСТом. По-видимому, это связано с наибольшим распространением опасных патогенов в центральной зоне Краснодарского края по сравнению с другими изученными в опыте пунктами репродуцирования семян. Низкая относительная влажность воздуха в Волгоградской области эффективно препятствует развитию большинства опасных патогенов подсолнечника и способствует тем самым получению здорового посевного материала. Что касается условий Западной Сибири, то, по-нашему мнению, положительную роль здесь играет отсутствие посевов подсолнечника в промышленных масштабах, также препятствующее распространению и накоплению патогенной микрофлоры. При оценке урожайных свойств в потомстве семян, выращенных в различных почвенно-климатических условиях, нами установлено, что по результирующему показателю - сбору масла с гектара, различия наблюдались лишь в одном случае. Семена первого поколения гибрида Кубанский 930 донской репродукции имели более низкие урожайные свойства по сравнению с семенами того же гибрида сибирской репродукции (табл. 4).

Таблица 4 — Урожайные свойства семян гибрида

подсолнечника Кубанский 930, выращенных в различных регионах Российской Федерации

2006-2007 гг.

Такая закономерность отмечена нами лишь в одном из семнадцати вариантов опыта (табл. 5-6). В остальных случаях существенных различий по урожайным свойствам семян в их потомстве не наблюдалось.

Таблица 5 — Урожайные свойства семян гибрида подсолнечника Триумф, выращенных в различных регионах Российской Федерации

2006-2007 гг.

Место репродуцирования семян Период всходы-цветение, дни Высота растений, см Урожайность, т/га Мас-личность, % Сбор масла, т/га

ЦЭБ ВНИИМК (г. Краснодар) 50 196 3,34 45,5 1,37

Армавирская опытная станция ВНИИМК 50 196 3,38 45,8 1,39

Донская опытная станция ВНИИМК 51 201 3,48 46,2 1,45

Сибирская опытная станция ВНИИМК 50 200 3,41 45,4 1,39

НСР05 - - 0,22 - 0,11

Период Высота Урожай- Маслич- Сбор

Место всходы- расте- ность, ность, масла,

репродуцирова- цвете- ний, т/га % т/га

ния ние, см

семян дни

ЦЭБ ВНИИМК

(г. Краснодар) 55 189 3,33 45,9 1,38

Армавирская

опытная станция 54 196 3,42 46,3 1,43

ВНИИМК

Донская

опытная станция 54 188 3,29 44,6 1,32

ВНИИМК

ОНО «Ставро-

польские маслич- 54 193 3,30 46,0 1,37

ные культуры»

ООО «Солнечный

город» 55 193 3,38 46,2 1,40

(Волгоградская область)

Сибирская опытная станция 54 190 3,49 46,8 1,47

ВНИИМК

Тепличная

репродукция 53 180 3,38 45,6 1,39

НСР05 - - 0,26 - 0,13

Гибридные семена, выращенные в условиях фитотронно-тепличного комплекса, не уступали

Таблица 6 — Урожайные свойства семян

гибрида подсолнечника Юпитер, выращенных в различных регионах Российской Федерации

2006-2007 гг.

Место репро-дуциро- Период всходы- Вы-со-та Уро жай-но- Мас-личность Сбор масла, т/га

вания цвете- рас- сть, %

семян ние, дни тений, см т/га

ЦЭБ ВНИИМК 50 180 3,37 45,9 1,39

(г. Краснодар)

Армавирская ОС 51 176 3,38 44,8 1,36

ВНИИМК

Донская ОС 50 183 3,46 45 ,1 1,40

ВНИИМК

ОНО

«Ставро- 53 184 3,33 44 ,7 1,34

польские

масличные

культуры»

Сибирская ОС 51 184 3,46 45 ,3 1,41

ВНИИМК

Тепличная

репродук- 52 172 3,36 45 ,8 1,38

ция

НСР05 - - 0,23 - 0,12

по своим урожайным свойствам семенам полевой репродукции.

Таким образом, проведенные нами исследования позволили установить, что урожайные свойства семян первого поколения гибридов Кубанский 930, Триумф и Юпитер в потомстве не зависят от поч-венно-климатических условий места их репродуцирования. Это указывает на приоритет генетических особенностей селекционного материала в формировании таких свойств и подтверждает возможность существенного расширения зон гибридного семеноводства подсолнечника на территории Российской Федерации вплоть до Западно-Сибирского региона.

Литература

1. Кизилова Е. Г. Разнокачественность семян и ее агрономическое значение. - Киев: Урожай, 1974. - 213 с.

2. Константинов П. Н. Влияние места репродуцирования семян на урожай и принципы снабжения сортоучастков семенами // Селекция и семеноводство. - 1939. - № 5. - С. 18-19.

3. Строна И. Г. О научных основах сортирования семян элиты // Селекция и семеноводство. -1962. - № 5. - С. 23-26.