Морфобиологические параметры исходного материала яровой мягкой пшеницы для селекции на засухоустойчивость и урожайность в условиях Алтайского края

На правах рукописи

ЛЕПЕХОВ СЕРГЕЙ БОРИСОВИЧ

МОРФОБИОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ИСХОДНОГО МАТЕРИАЛА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ

НА ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТЬ И УРОЖАЙНОСТЬ

В УСЛОВИЯХ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

06.01.05 – селекция и семеноводство

сельскохозяйственных растений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Тюмень – 2013

Диссертационная работа выполнена в лаборатории селекции яровой мягкой пше­ницы Государственного научного учреждения Алтайского научно-исследовательского института сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук

Научный руководитель:	кандидат биологических наук, доцент,
Официальные оппоненты:	, доктор биологических наук, профессор, профессор кафедры ботаники КемГУ
	, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, доцент кафедры производства и переработки, хранения продукции растениеводства ГАУ Северного Зауралья
Ведущая организация:	Сибирский НИИ растениеводства и селекции

Защита состоится «25» июня 2013 г. в 16.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.064.02 при Государственном аграрном университете Северного Зауралья по адресу:

Тел./, E-mail: *****@***ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного аграрного университета Северного Зауралья

Автореферат разослан «24» мая 2013 г.

Ученый секретарь Литвиненко

диссертационного совета _________________________ Наталья Владимировна

общая характеристика работы

Актуальность темы. Алтайский край – крупный производитель зерна пшеницы в Сибири. Площадь посева мягкой пшеницы в этом регионе в настоящее время находится на уровне 2,0-2,3 млн. га. Около 60% посевных площадей сосредоточено в степной зоне, где основными лимитирующими факторами формирования высокой урожайности пшеницы являются дефицит доступной почвенной влаги, же­сткий температурный режим в период закладки и формирования репродуктивных органов. Следовательно, селекция на урожайность в таких условиях – это отбор, прежде всего, на засухо - и жаростойкость растений. Наиболее объективной и достоверной оценкой влияния засухи на растения считается непосредственное изучение их в засушливых условиях. Однако это испытание требует значительных материальных и временных затрат. Альтернативой ему может служить имитирование почвенной засухи в конкретной местности с помощью агротехнических приемов, которое в совокупности с рядом методов определения параметров засухоустойчивости повышает эффективность отбора форм яровой мягкой пшеницы, наилучшим образом приспособленных к степным зонам Алтайского края.

Цель исследований: выделение перспективного исходного материала для создания сортов степного экотипа на основе комплексного изучения набора сортообразцов яровой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения по морфобиологическим признакам в условиях Приобской лесостепи Алтайского края.

Для достижения указанной цели было намечено решение следующих задач:

1. Изучить набор коллекционных образцов яровой мягкой пшеницы по важнейшим морфобиологическим признакам:

- урожайности и элементам её структуры,

- полевой и агрономической засухоустойчивости,

- полевой устойчивости к болезням, полеганию и жаростойкости,

- признакам качества зерна.

2. Установить взаимосвязь площади листовой поверхности с продуктивностью главного колоса, а также её значение в селекции на повышение про­дуктивности и засухоустойчивости яровой мягкой пшеницы.

3. Оценить исходный материал по признакам зародышевой корневой системы и выявить их взаимосвязь с другими морфологическими признаками.

4. Выделить перспективные генотипы по отдельным признакам и их комплексу для селекции сортов степного экологического типа в Алтайском крае.

Научная новизна исследований. В результате проведённых исследований впервые в условиях лесостепи Алтайского края на фоне естественной и имитируемой засухи получена комплексная характеристика сортов и линий яровой мягкой пшеницы степного экологического типа по признакам продуктивности растений, урожайности и качества зерна, устойчивости к биотическим факторам. Выявлены основные элементы продуктивности, определяющие высокую урожайность сортов степного экотипа. Показана значимость листовой поверхности и признаков первичной корневой системы в селекции на повышение продуктивности и засухоустойчивости яровой мягкой пшеницы.

Практическая значимость работы и использование результатов исследований. По результатам исследований сформирована коллекция перспективных сортообразцов для целенаправленного использования в селекционных программах на засухоустойчивость, высокую урожайность и качество зерна. Создан новый селекционный материал, который в настоящее время изучается в питомнике гибридных популяций.

Личный вклад автора заключается в проведении полевых и лабораторных опытов, статистической обработке, обобщении и интерпретации полученных результатов, формировании научных положений и выводов, написании научных публикаций и текста диссертации.

Положения, выносимые на защиту:

1. Выделенные сорта и линии яровой мягкой пшеницы с высокой засухоустойчивостью и урожайностью являются перспективным исходным материалом для рекомбинационной селекции.

2. Высокоурожайные сорта степного экотипа характеризуются значи-тельной массой зерна главного колоса, высотой растений и уборочным индексом.

3. Сопряжённость массы зерна главного колоса с размерами двух верхних листьев характеризуется широким диапазоном значений коэффициентов корреляции и возрастает в условиях менее благоприятных по водному и минеральному обеспечению.

Апробация работы. Результаты исследований доложены на VII Международной научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Барнаул, АГАУ, 2-3 февраля 2012 г.); на V Международной научно-практической кон­ференции «Новейшие направления развития аграрной науки в работах молодых учёных» (Краснообск, 20 апреля 2012 г.); на Международной конференции «Современные сорта и агротехнологии, их роль в развитии АПК Сибири» (Барнаул, 26-27 июля 2012 г.); на VIII Международной научно-практической конференции «Аграрная наука – сельскому хозяйству» (Барнаул, АГАУ, 6-7 февраля 2013 г.); на заседаниях научно-методического совета селекционного центра Алтайского НИИСХ в гг.

По теме диссертации опубликовано 8 статей, в том числе 3 в рецензируемых научных изданиях, рекомендованных Высшей аттестационной комиссией РФ.

Объём и структура диссертации. Диссертация изложена на 162 страницах машинописного текста. Состоит из введения, 6 глав, выводов и рекомендаций для практической селекции. Содержит 42 таблицы, 4 приложения. Библиографический список содержит 258 наименований, в том числе 2 – на иностранных языках.

Автор выражает глубокую признательность за помощь в работе и ценные консультации научному руководителю к. б. н. , а также коллективу лаборатории селекции яровой мягкой пшеницы Алтайского НИИСХ, оказавшему техническую помощь в выполнении программы исследований.

1 ВАЖНЕЙШИЕ ПРИЗНАКИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ВЫСОКУЮ УРОЖАЙНОСТИ ПШЕНИЦЫ В ЗАСУШЛИВЫХ УСЛОВИЯХ,

И МЕТОДЫ ДИАГНОСТИКИ ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ

(обзор литературы)

В данной главе проанализирована важность основных признаков яровой мягкой пшеницы, обеспечивающих её приспособление к различным засухам, и их использование в селекционных целях. Изложены различные методы оценки засухоустойчивости полевых культур.

2 УСЛОВИЯ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА

ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

Полевые эксперименты проведены в гг. на опытном поле лаборатории селекции яровой мягкой пшеницы Алтайского НИИСХ, расположенном в Приобской лесостепи Алтайского края.

Особенности гидротермических условий лет исследований. Годы проведения полевых экспериментов различались по гидротермическому режиму. Засухи различной длительности и интенсивности наблюдались ежегодно. Погодные условия 2010 года можно охарактеризовать как засушливые в первой половине вегетации и влажные во второй. Среднесуточные температуры первых двух декад июня были на 2-4 С0 выше среднемноголетних, а в июле выпало на 77% больше среднемноголетней месячной нормы осадков, что способствовало развитию болезней и полеганию. Практически весь вегетационный сезон 2011 года, исключая конец мая – начало июня, был засушливым с повышенными температурами в мае и июне. Сумма осад­ков за вегетацию составила 73% от среднемноголетнего значения. Погодные условия 2012 года характеризовались устойчивой экстремальной засухой, которая заключалась в повышенном фоне среднесуточных температур воздуха в мае-августе, а также значительным дефицитом осадков до колошения, что в конечном итоге привело к снижению урожайности всех генотипов, особенно при посеве по зерновому предшественнику.

Материал исследований. В качестве объекта исследования использована коллекция из 75 сортов и линий яровой мягкой пшеницы степного экотипа различных научных учреждений отечественной и зарубежной селекции трёх групп спелости.

Методика проведения исследований. Посев осуществляли сеялкой ССФК-7 во II декаде мая по двум предшественникам: чистый пар и зерновые. Норма высева 5 млн. всхожих зёрен на гектар. Площадь делянки – 2 м2, повторность – трёхкратная. Уборку проводили комбайном Сампо 130.

Варианты опыта с низкой продуктивностью сортообразцов (паровой предшественник в 2012 году и зерновой – во все годы) служили для оценки агрономической засухоустойчивости. В относительно благоприятных условиях (паровой предшественник 2010 и 2011 годов) оценивали способность сортов реализовать свой потенциал урожайности. Для оценки полевой засухоустойчивости брали максимальное значение урожайности сорта, полученное в опыте (паровой предшественник в 2010 или 2011 году), и рассчитывали степень её снижения в тех вариантах опыта, где оценивалась агрономическая засухоустойчивость.

Наблюдение и оценку сортов осуществляли по методике ВИР (1984). Жаростойкость оценена дважды с интервалом в одну неделю в 2012 году по засыханию листьев. Устойчивость к септориозу и жаростойкость представляют усреднённый балл вариантов по паровому и стерневому предшественнику в год изучения. Все оценки выставляли по девятибалльной шкале. Анализ структуры урожая генотипов проводили по 10 растениям каждой повторности согласно общепринятой методике. В диссертационной работе анализ сортообразцов проведён для всех запланированных элементов структуры урожая. В автореферате акцент сделан на массе зерна главного колоса, массе 1000 зёрен, озернённости и Кхоз,, так как они наилучшим образом дифференцируют образцы по засухоустойчивости. Для выявления основных элементов продуктивности, определяющих высокую урожайность сортов степного экотипа, сравнение по ним проводилось между контрастными по урожайности группами сортов.

При анализе экспериментальных данных сравнение сортообразцов проводилось со стандартными сортами (Алтайская 98, Алтайская 100, Алтайская 105), а также со среднегрупповыми значениями соответствующих признаков.

Площадь верхнего и второго сверху листа рассчитана по методу Аникиева, Кутузова (1961) в фазу колошения у 10 растений каждой повторности. При этом к растениям с измеренной длиной и шириной листовой пластинки подвязывали этикетки. Колосья этих растений обмолачивали, взвешивали и подсчитывали зерновки, определяли массу 1000 зёрен. Данная работа осуществлена в 2010 году на 44 сортообразцах, в 2011 и 2012 – на 27. Для изучения развития первичной корневой системы пшеницы семена проращивали в песке при 60%-ной влагоёмкости при температуре 210С в четырёхкратной повторности. На седьмые сутки измеряли длину каждого корешка и число корешков у 25 проростков каждой повторности. В 2010 году изучено 12 сортообразцов, в 2011 году – 16.

Статистическая обработка экспериментального материала проведена по общепринятым методикам дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализов, в изложении (1979) и (1980).

3 АНАЛИЗ ЗАСУХОУСТОЙЧИВОСТИ, УРОЖАЙНОСТИ

И ЭЛЕМЕНТОВ ЕЁ СТРУКТУРЫ, УСТОЙЧИВОСТИ

К БИОТИЧЕСКИМ ФАКТОРАМ, КАЧЕСТВА ЗЕРНА СОРТОВ

И ЛИНИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

Урожайность и засухоустойчивость яровой мягкой пшеницы. Селекция на высокую и относительно стабильную урожайность в засушливых условиях является одним из приоритетных направлений совершенствования сортов степного экотипа. Нашими исследованиями установлено, что фенотипическая изменчивость урожайности у набора сортов и линий степного эко­типа независимо от группы спелости на 77% определяется агроэкологическими условиями и только на 5% генотипическими особенностями. По всему спектру агроэкологических условий, средняя урожайность набора экспериментальных генотипов составила 181 г/м2. Наиболее благоприятные для произрастания яровой мягкой пшеницы условия сложились при посеве по чистому пару в 2010 и 2011 годах, где средняя урожайность отмечена на уровне 295 и 269 г/м2 соответственно. Минимальная урожайность получена в 2012 году в варианте по зерновому предшественнику (60 г/м2). При этом реакция сортов и линий в тех или иных агроэкологических условиях оказалась неодинаковой. Практически одного уровня у всех групп спелости урожайность сформировалась по пару в 2011 году. В 2012 году преимущество по урожайности по паровому предшественнику имели среднепоздние (142 г/м2) и среднеспелые сорта (128 г/м2) над среднеранними (119 г/м2). На стерневом фоне ситуация изменилась на противоположную, то есть среднепоздние генотипы существенно снизили урожайность по сравнению со среднеспелыми и среднеранними (45; 65 и 62 г/м2 соответственно). Наиболее продуктивные сортообразцы представлены в таблице 1.

В среднеранней группе к наиболее засухоустойчивым относятся Тулеевская и Целинная 3/с, сформировавшие наибольшую урожайность в засушливых условиях. Тулеевская – единственный сорт в этой группе, сочетающий хорошую засухоустойчивость и урожайность в благоприятных средах. Целинная 3/с имела три статистически значимых превышения урожайности в засушливых условиях. Значительная общая средняя урожайность свидетельствует о хорошей адаптации Лютесценс 453/2 к местным условиям. Целинная 3/с и Лютесценс 453/2 характеризуются меньшим снижением урожайности в острозасушливых условиях, по сравнению с другими среднеранними сортами.

В среднеспелой группе сортообразцов к генотипам, имеющим достоверные прибавки к среднегрупповой урожайности в целом по всем засушливым средам, относятся: Лютесценс 697, Лютесценс 899, Лютесценс 36/с, Светланка, Омская 36, Эритроспермум 78, Дуэт, Саратовская 68, что позволяет говорить об их высокой засухоустойчивости. Наибольшую урожайность во всех агроэкологических средах, следовательно, хорошую адаптацию к местным условиям имеют практически все вышеперечисленные сортообразцы. При этом Лютесценс 697 является единственным образцом в опыте, имеющим достоверные прибавки к стандарту во всех вариантах опыта. Светланка и Омская 36 достоверно превосходят среднегрупповую урожайность при слабой, средней и сильной засухе. Сорт Дуэт наиболее продуктивен в одном из благоприятных и одном засушливом году. Достоверное превосходство Эритроспермум 78 в средней урожайности сложилось по причине статистически значимых высоких урожаев в благоприятных условиях и высоких либо средних – при всех наблюдавшихся засухах. С другой стороны, Лютесценс 899 формирует высокую, в сравнении с другими сортообразцами, урожайность в худших условиях, но также неплохо проявляет себя и при улучшении условий выращивания. Лютесценс 36/с и Саратовская 68 характеризуются высокой засухоустойчивостью, но не обладают достаточной отзывчивостью в благоприятных средах.

Таблица 1 – Урожайность лучших сортообразцов яровой мягкой пшеницы в различных агроэкологических условиях ( гг.), г/м2

Сорт, линия	Засушливые условия	Благоприятные условия	Общ. сре-дняя
пар	пшеница	средняя	пар	сре-дняя
2012	2010	2011	2012	2010	2011
Среднеранние генотипы
Алтайская 98, ст.	97	115	138	56	102	205	234	220	141
Тулеевская	142	138	192	62	133	305	316	310	192
Целинная 3/с	156	121	182	74	133	217	278	247	171
Лютесценс 453/2	115	150	165	79	127	286	280	283	179
Средняя по группе	119	119	165	62	116	249	262	256	163
НСР0,05	17	24	16	11	14	35	45	35	16
Среднеспелые генотипы
Алтайская 100, ст.	111	125	167	65	117	269	223	246	160
Лютесценс 697	182	208	230	88	177	360	337	348	234
Лютесценс 899	152	244	186	69	163	336	317	327	217
Лютесценс 36/с	161	186	190	90	157	318	299	309	207
Светланка	164	150	231	82	157	309	335	322	212
Омская 36	150	153	236	71	152	288	333	311	205
Эритроспермум 78	156	169	221	58	151	378	339	359	220
Дуэт	159	163	198	81	150	367	284	325	209
Саратовская 68	156	166	195	83	150	277	283	280	193
Средняя по группе	128	156	183	65	133	287	273	280	182
НСР0,05	21	36	26	20	17	38	41	48	19
Среднепоздние генотипы
Алтайская 105, ст.	129	220	156	36	135	392	285	339	203
Воевода	197	178	220	56	163	370	270	320	215
Омская 28	198	167	213	56	159	402	331	367	228
Голубковская	181	189	205	58	158	329	273	301	206
Фаворит	185	187	208	49	157	380	276	328	214
Средняя по группе	142	156	184	45	132	336	264	300	188
НСР0,05	12	29	22	10	18	40	35	36	17

В среднепоздней группе лучшими сортами для засушливых условий были: Фаворит, Воевода, Голубковская и Омская 28, которые имеют достоверные прибавки к среднему значению четырёх засушливых сред. Последний из них характеризуется самой высокой продуктивностью в благоприятных средах. Голубковская формирует урожайность на уровне среднегенотипической в относительно благоприятных условиях, а Фаворит и Воевода – высокую, но данное превосходство статистически незначимо. Названные сорта могут также считаться хорошо адаптированными к местным условиям. Среди поздно созревающих сортов не наблюдается большого разнообразия в значениях полевой засухоустойчивости и их реакции на разные засухи схожи. Наибольшей полевой засухоустойчивостью обладает Голубковская.

В благоприятных средах у высоко-, средне - и низкопродуктивных генотипов одинаково часто встречаются сортообразцы с различной полевой засухоустойчивостью. Следовательно, высокая урожайность у отдельных сортообразцов может быть совмещена с хорошей полевой засухоустойчивостью. Именно они представляют несомненный интерес для селекции полуинтенсивных сортов, сочетающих засухоустойчивость с повышенной отзывчивостью на благоприятные агроэкологические условия. К таковым следует отнести Лютесценс 697, Лютесценс 899, Светланку и Омскую 36. К числу генотипов с высокой полевой засухоустойчивостью принадлежит Саратовская 68 (среднее снижение максимальной урожайности менее 50%).

Число зёрен главного колоса. Дисперсионный анализ свидетельствует о доми­нирующем влиянии на этот признак погодных условий. Большая часть от об­щей из­менчивости приходится на факторы «год» и «предшественник» (38,2% и 22,3% со­ответственно), на «генотип» – 6,7%.

В группе среднеранних генотипов наиболее озернёнными в засушливых условиях были сорта Памяти Азиева (13,6 шт.) и Тулеевская (13,9 шт.), но отличия от стандарта (11,7 шт.) статистически незначимы. При этом данные сорта имели высокую озернённость в благоприятных условиях и в целом за 3 года исследования.

Единственной линией, имеющей достоверную прибавку к Алтайской 100 в за­сушливых условиях в среднеспелой группе, являлась Лютесценс 622 (+17%). Можно также выделить генотипы с высокой озернённостью в среднем по всем засушливым средам, но без статистически значимых отличий от стандарта (14,9 шт.). К ним пре­жде всего относятся: Саратовская 29, Дуэт, Байтерек, Тулайковская остистая, Це­линная 60 (+6 – 15% к стандарту). Среди вышеперечисленных образцов Саратовская 29, Лютесценс 622, Целинная 60 и Байтерек характеризуются повышенной озернённостью как в благоприятных условиях, так и на жёстком агрофоне. В группе среднепоздних генотипов в целом по засушливым условиям выделяются: Фаворит, Воевода, Омская 28, Лютесценс 53/95. Данные сортообразцы также имеют преимущество перед стандартом и в благоприятных условиях, но эти различия недостоверны.

Масса 1000 зёрен главного колоса. Крупное и выполненное зерно у сорта в раз­ные по увлажнению годы – один из показателей его засухоустойчивости. Масса 1000 зерновок является одним из признаков, по которому сорта имеют достоверные и стабильные отличия в разных условиях. На фак­тор «год» при­ходится 36,6% общей дисперсии. Примерно одинаковую долю вклада в ва­риацию этого признака (12,8; 12,4%) имеют «генотип» и «предшественник». В отдельные годы решающий вклад в изменчивости массы 1000 зёрен при­надлежит фактору «генотип».

Из-за мелкозёрности стандарта в среднеранней группе выделено значи­тельное ко­личество сортообразцов, достоверно превосходящих Алтайскую,6 г в среднем при засухе, 32,8 г – в благоприятных условиях) по массе 1000 зёрен. В засушливых условиях таковыми являлись: Алтайская 99 (+10%), Целинная 3/с, Лютесценс 453/2 (+7%), Памяти Азиева (+8%), в бла­гоприятных – Алтайская 99 (+13%), Лютесценс 453/2 (+15%).

Анализ исследуемого признака в среднеспелой группе показал, что фор­мирование высокой массы 1000 зёрен в засушливых и благоприятных усло­виях у одного и того же сорта наблюдается не во всех случаях. Например, Са­ратовская 70 достоверно превышает стандарт по крупности зерна в различ­ных агроэкологических условиях, а также по общей средней. Саратовская 71, Саратовская 72, Лютесценс 779, Лютес­ценс 899, Омская 36 имеют преиму­щество над стандартом в засушливых условиях, а Лютесценс 259 – только в средах с достаточным увлажнением. У Лютесценс 827/01-42 и Карабалык­ской 2 в среднем по двум контрастным наборам сред отсутствуют значимые отличия от стандарта, но имеются в целом по всем агротехническим вари­ан­там.

В среднепоздней группе, по причине крупнозёрности Алтайской 105, сле­дует на­звать образцы с массой 1000 зёрен на уровне стандарта. Среди них: Лютесценс 748, Шортандинская улучшенная, Карабалыкская 98, которые сохраняют высокое значе­ние данного признака в широком спектре агроэко­логиче­ских условий.

Масса зерна главного колоса – один из ведущих признаков при отборе на высокую засухоустойчивость и урожайность. Дисперсионный ана­лиз показал, что основной вклад в общую изменчивость массы зерна глав­ного колоса вносят фак­торы «год» (43,7%) и «предшественник» (23,0%). Следующими по раз­меру вклада в общую дисперсию является взаимодейст­вие «год х генотип» (5,7%) и «генотип» (4,6%).

Наличие дефицита влаги на ранних этапах развития растений в опыте привело к более значительному снижению продуктивности главного колоса у группы средне­ранних сортов в сравнении с группами более продолжитель­ного вегетационного пе­риода. В целом отличия сортообразцов по массе зерна главного колоса в группе среднеранних генотипов на фоне жёстких условий несущественны. В благоприят­ных условиях по продуктивности главного ко­лоса лидирует Памяти Азиева, но от­личия от стандарта статистически незна­чимы.

В группе среднеспелых сортов, несмотря на отсутствие достоверных от­личий от стандарта в засушливых вариантах опыта, следует отметить гено­типы с макси­мально продуктивным колосом в этих условиях. К ним отно­сятся: Лютесценс 622 (0,55 г), Дуэт (0,55 г), Саратовская 29 (0,53 г), Лютес­ценс 36/с (0,50 г) и Светланка (0,50 г). При этом все вышеперечисленные сор­то­образцы формировали крупный главный колос при посеве по пару в 2010 и 2011 году, что и привело к возникнове­нию статистически значимых отличий от Алтайской 100 по среднемноголетним зна­чениям данного признака.

В группе среднепоздних генотипов наибольшей, но без достоверных от стандарта отличий, продуктивностью главного колоса в засушливых усло­виях характеризова­лись Фаворит (0,53 г), Лютесценс 748 (0,53 г), Омская 28 (0,50 г) и Голубковская (0,50 г).

Коэффициент хозяйственного использования фотосинтеза (Кхоз). В нашем ис­следовании вне зависимости от группы спелости, различные по за­сухоустойчивости образцы соответственно дифференцируются и по Кхоз. Вместе с тем, убо­рочный ин­декс является признаком в значительной степени подверженный случайным факто­рам (доля вклада в общую дисперсию 36,8%). Фактор «год» является существенным источником вариации (21,6%). Равную долю в варь­ировании (10,4-10,6%) обеспечи­вают «генотип», взаимо­действия «год х предшественник» и «год х сорт».

Значительное количество сортообразцов, накапливающих повышенную долю биомассы в зерне, обнаружено в среднеранней группе сортов. В засуш­ливых усло­виях к ним относятся: Толькын (39,6%), Целинная 3/с (38,5%), Памяти Азиева (37,6%) и Тулеевская (36,8%).

В группе среднеспелых сортов и линий поиск форм с достоверным пре­восходст­вом стандарта по уборочному индексу на лимитированном агроэко­логическом фоне оказался безуспешным. Однако в данной группе спелости следует отметить гено­типы, характеризующиеся в среднем высоким значе­нием Кхоз (свыше 40%) на жёст­ком по влагообеспеченности фоне. Таковыми являлись: Лютесценс 1,7%), Саратовская,5%), Саратовская,0%), Лютесценс ,6%), Дуэт (40,4%) и Байтерек (40,2%). Первые три достоверно отличались в большую сторону от стандарта в среднем по опыту, что указывает на стабильное проявление признака у данных сортов.

В группе среднепоздних сортообразцов дифференциация генотипов по коэффи­циенту хозяйственного использования фотосинтеза более отчётлива. В засушливых условиях достоверно превышают стандарт по Кхоз Фаворит и Воевода (39,4%), Ле­бёдушка (40,1%) и Шортандинская ,6%).

Основные элементы продуктивности, определяющие высокую уро­жайность сортов степного экотипа. В разных группах спелости для высо­коурожайных гено­типов характерны значительные: масса зерна главного ко­лоса, высота растений и уборочный индекс. Продуктивность среднеранних сортов обусловлена высокой гус­тотой стояния растений (+9%), которая скла­дывается благодаря хорошей полевой всхожести (+7%).

Зерновая продуктивность высокоурожайных среднеспелых сортов фор­мируется за счёт массы зерна с колоса (+22%) и растения (+28%). Различия по массе зерна глав­ного колоса между группами в равной мере обусловлены озернённостью и крупно­стью зерна (+10%), но статистически доказанным является только эффект послед­него.

Для высокоурожайного среднепозднего сорта характерна высокая густота стояния растений (+11%), значительный вклад побегов кущения в продук­тивность растения (+9%), а также меньшее количество стерильных колосков (-18%). С увеличением продолжительности периода вегетации наблюдается тенденция снижения густоты стояния растений, поэтому необходим контроль данного признака.

Устойчивость к болезням, полеганию и жаростойкость образцов. По­мимо за­сухи в основных районах возделывания пшеницы на Алтае, сущест­венными причи­нами снижения урожайности являются болезни, а также поле­гание посевов. По­этому необходимо выявлять исходный материал по устой­чивости к этим важным стрессорам.

Полевые наблюдения позволили выявить наиболее ценные для селекции образцы:

- по устойчивости к септориозу: Лютесценс 622, Лютесценс 697, Алтай­ская 325, Лютесценс 16-04, Лютесценс 1545, Омская 28;

- по жаростойкости: Лютесценс 453/2, Толькын, Саратовская 68, Саратов­ская 70, Саратовская 72, Саратовская 73, Лютесценс 43/с, Тулайковская золо­тистая, Фаво­рит, Лютесценс 748, Голубковская;

- по устойчивости к полеганию: Лютесценс 622, Алтайская 325, Лютес­ценс 16-04, Омская 28, Лютесценс 120-03;

- по комплексу признаков: Памяти Азиева, Лютесценс 899, Лютесценс 827/01-42, Карабалыкская 98.

Сравнение групп генотипов, отличающихся по засыханию листьев, позво­лило за­ключить, что прямой отбор по жаростойкости в экстремальных усло­виях приводит к накоплению форм, обладающих невысоким потенциалом продуктивности, но хо­рошо адаптированных к засухе данной напряжённости. Жёсткая браковка селекци­онного материала по жаростойкости сопряжена с риском потери высокопродуктив­ных отзывчивых форм. Наиболее перспекти­вен отбор среднежаростойких образцов с последующей проверкой их уро­жайности в более благоприятных условиях.

Показатели качества зерна яровой мягкой пшеницы. Помимо высокой уро­жайности к новым сортам предъявляются требования и по качеству зерна. Наи­большую ценность для селекции на качество зерна представляют:

- по содержанию белка в зерне: Новосибирская 29, Толькын, Алтайская 325, Ту­лайковская золотистая, Степная 16, Лютесценс 1545, Астана, Лебё­душка;

- по содержанию клейковины в зерне: Новосибирская 29, Толькын, Ал­тайская 325, Тулайковская золотистая, Степная 15, Степная 16, Лютесценс 120-03, Караба­лыкская 98;

- по высокой натуре зерна: Алтайская 100, Саратовская 71, Лютесценс 622, Лютес­ценс 697, Фаворит, Воевода.

Сравнение выделившихся по содержанию белка в зерне образцов с мест­ными за­сухоустойчивыми сортами и линиями показало, что первые характе­ризовались низ­кой урожайностью и в благоприятных условиях, и при засухе. Высоконатурные сор­тообразцы распределены относительно равномерно ме­жду контрастными по засухо­устойчивости группами генотипов.

4 ЛИСТОВАЯ ПОВЕРХНОСТЬ СОРТОВ И ЕЁ СВЯЗЬ С ПРОДУКТИВНОСТЬЮ ГЛАВНОГО КОЛОСА

Одним из ведущих показателей при отборе на высокую засухоустойчи­вость явля­ется масса зерна главного колоса. Начиная с фазы колошения оп­ределяющее значе­ние в снабжении колоса ассимилятами приобретают два верхних листа, поэтому учёт их площади представляется важной задачей.

Наибольший вклад в общую изменчивость флагового листа вносят агро­экологи­ческие условия. На долю фактора «генотип» приходится только 8% дисперсии. Предфлаговый лист подвержен ещё большему влиянию биотиче­ских и абиотиче­ских факторов: его раньше поражают грибные болезни, в случае сильной раннелет­ней засухи он засыхает быстрее флага.

Сопряжённость массы зерна главного колоса с размерами двух верхних листьев характеризуется широким диапазоном значений коэффициентов кор­реляции: с пло­щадью флага от -0,17 до +0,72; с площадью предфлага от 0,00 до +0,54. В менее бла­гоприятных по водному и минеральному питанию усло­виях сопряжённость пло­щади двух верхних листьев и массы зерна главного колоса возрастает и стабильно находится на уровне средней корреляционной зависимости.

С помощью признаков озернённости и площади флага возможно доста­точно точно описать продуктивность главного колоса, чем при рассмотрении каждого из данных признаков по отдельности (табл. 2). Увеличение про­дук­тивности главного колоса будет более эффективным при сочетании пози­тив­ного отбора на его озер­нённость с отбором на увеличение размера флаго­вого листа.

Таблица 2 – Генотипические коэффициенты корреляции фактической массы зерна главного колоса с массой, рассчитанной на основе озернённости,

и на основе озернённости и площади флагового листа

Детерминирующий признак	2010 год	2011 год	2012 год
пар	зерновые	пар	зерновые	пар	зерновые
Озернённость	0,52	0,81	0,56	0,64	0,85	0,83
Озернённость и лист	0,68	0,85	0,56	0,72	0,88	0,90

Примечание: все коэффициенты корреляции значимы при p<0,01

5 ПАРАМЕТРЫ ПЕРВИЧНОЙ КОРНЕВОЙ СИСТЕМЫ СОРТОВ И ЛИНИЙ ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ

В наших исследованиях обнаружено, что среди изученного набора сортов пше­ницы имеется существенное разнообразие как по числу, так и по длине первичных кореш­ков. Кроме того, установлена тесная корреляционная взаи­мосвязь между сум­марной длиной первичной корневой системы и высотой растения, а также количест­вом зародышевых корешков и высотой растения. С остальными ко­личественными признаками длина и число первичных кор­ней имели стати­стически незначимые или непостоянные по агротехническим вариантам коэффициенты корреляции.

6 ГИБРИДЫ, ПОЛУЧЕННЫЕ С УЧАСТИЕМ ИЗУЧЕННЫХ СОРТООБРАЗЦОВ

На основе изучения коллекции сортов и линий степного экологического типа в гг. проведено 25 парных скрещиваний, гибриды которых проходят изу­чение в питомнике гибридных популяций. По предварительным данным наиболее перспективными являются следующие гибридные комби­нации: Саратовская 70 х Лютесценс 622, Лютесценс 697 х Лютесценс 622 и Омская 28 х Лютесценс 779.

ВЫВОДЫ

1. Фенотипическая изменчивость урожайности у набора сортов и линий степного экотипа независимо от группы спелости на 77% определяется агро­экологическими условиями и на 5% генотипическими особенностями.

2. К наиболее перспективным сортообразцам для использования в реком­бинаци­онной селекции на высокую продуктивность линий степного экотипа относятся: среднеранние – Тулеевская, Целинная 3/с, Лютесценс 453/2; сред­неспелые – Лютес­ценс 899, Лютесценс 697, Светланка, Омская 36, Лютес­ценс 36/с, Саратовская 68, Лютесценс 43/с, Лютесценс 827/01-42, Эритрос­пермум 78, Дуэт, Лютесценс 16/с, Лютесценс 622; среднепоздние – Фаворит, Воевода, Омская 28, Голубковская.

3. В процессе изучения набора сортов и линий яровой мягкой пшеницы по эле­ментам структуры урожая в условиях Приобской лесостепи Алтайского края выде­лен ценный исходный материал, характеризующиеся средней и вы­сокой засухоус­тойчивостью, который рекомендуется использовать в селек­ции сортов степного эко­типа:

- по густоте стояния растений: Тулеевская, Саратовская 71, Саратовская 72, Лю­тесценс 697, Карабалыкская 98;

- по продуктивной кустистости: Лютесценс 453/2, Целинная, 3/с, Лютес­ценс 697, Лютесценс 899, Саратовская 72, Эритроспермум 78, Дуэт, Фаворит, Воевода, Ом­ГАУ-90, Голубковская;

- по количеству фертильных колосков: Толькын, Саратовская 29, Сара­товская 68, Лютесценс 36/с, Лютесценс 622, Светланка, Дуэт, Байтерек, Фа­ворит, Омская 28;

- по озернённости главного колоса: Памяти Азиева, Тулеевская, Лютес­ценс 622, Саратовская 29, Дуэт, Байтерек, Фаворит, Воевода, Омская 28;

- по массе 1000 зёрен: Лютесценс 453/2, Памяти Азиева, Целинная 3/с, Саратов­ская 70, Саратовская 71, Саратовская 72, Лютесценс 899, Омская 36, Алтайская 105, Карабалыкская 98;

- по массе зерна главного колоса: Памяти Азиева, Толькын, Целинная 3/с, Сара­товская 29, Лютесценс 36/с, Лютесценс 622, Светланка, Дуэт, Омская 28, Фаворит, Голубковская;

- по коэффициенту хозяйственной эффективности фотосинтеза: Памяти Азиева, Тулеевская, Целинная 3/с, Толькын, Саратовская 70, Саратовская 72, Лютесценс 622, Дуэт, Байтерек, Фаворит, Воевода;

- по высоте растения: Лютесценс 453/2, Памяти Азиева, Целинная 3/с, Толькын, Лютесценс 622, Омская 28;

- по комплексу признаков: Памяти Азиева, Тулеевская, Целинная 3/с, Лютесценс 453/2, Лютесценс 622, Лютесценс 697, Лютесценс 899, Саратовская 71, Саратовская 72, Светланка, Дуэт, Фаворит, Воевода, Омская 28, Голубковская, Карабалыкская 98.

4. При селекции высокоурожайных среднеранних сортов акцент в отборе следует сделать на густоте стояния растений; среднеспелых – на массе 1000 зёрен; средне­поздних – на продуктивном кущении, а также меньшем количе­стве стерильных ко­лосков. Хорошим показателем засухоустойчивости в пер­вых двух группах спелости является высота растения, а доля зерна в биоло­гическом урожае – во всех группах.

5. Площадь двух верхних листьев пшеницы в средней степени сопряжена с про­дуктивностью главного колоса. Данная взаимосвязь возрастает в усло­виях недоста­точного увлажнения и минерального питания. Увеличение про­дуктивности главного колоса будет более эффективным при сочетании пози­тивного отбора на его озер­нённость с отбором на увеличение размера флаго­вого листа.

6. В исследованной коллекции сортообразцов установлено значительное сортовое разнообразие по признакам первичной корневой системы. Высота растения сопря­жена с количеством и длиной зародышевых корней. Признаки первичной корневой системы зависят от погодных условий, складывающихся в период формирования семян на материнском растении.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ СЕЛЕКЦИИ

На основе комплексного изучения коллекции сортообразцов яровой мяг­кой пше­ницы в селекции на засухоустойчивость в качестве исходного мате­риала рекоменду­ется использовать следующие сорта и линии: среднеранние – Тулеевская, Целинная 3/с, Лютесценс 453/2; среднеспелые – Лютесценс 899, Лютесценс 697, Светланка, Омская 36, Лютесценс 36/с, Саратовская 68, Лютесценс 43/с, Лютесценс 827/01-42, Эритроспермум 78, Дуэт, Лютесценс 16/с, Лютесценс 622; среднепоздние – Фаво­рит, Воевода, Омская 28, Голуб­ковская.

Для селекции полуинтенсивного типа рекомендуется использовать сле­дующие образцы: Тулеевская, Лютесценс 899, Лютесценс 697, Светланка, Омская 36, Омская 28, Фаворит, Воевода.

При селекции высокоурожайных среднеранних сортов акцент в отборе следует сделать на густоте стояния растений; среднеспелых – на массе 1000 зёрен; средне­поздних – на продуктивном кущении, а также меньшем количе­стве стерильных ко­лосков. Хорошим показателем засухоустойчивости в пер­вых двух группах спелости является высота растения, а доля зерна в биоло­гическом урожае – во всех группах.

Высокую ценность для практической селекции по отдельным признакам пред­ставляют:

- по густоте стояния растений: Тулеевская, Саратовская 71, Саратовская 72, Лю­тесценс 697, Карабалыкская 98;

- по продуктивной кустистости: Лютесценс 453/2, Целинная, 3/с, Лютес­ценс 697, Лютесценс 899, Саратовская 72, Эритроспермум 78, Дуэт, Фаворит, Воевода, Ом­ГАУ-90, Голубковская;

- по количеству фертильных колосков: Толькын, Саратовская 29, Сара­товская 68, Лютесценс 36/с, Лютесценс 622, Светланка, Дуэт, Байтерек, Фа­ворит, Омская 28;

- по озернённости главного колоса: Памяти Азиева, Тулеевская, Лютес­ценс 622, Саратовская 29, Дуэт, Байтерек, Фаворит, Воевода, Омская 28;

- по массе 1000 зёрен: Лютесценс 453/2, Памяти Азиева, Целинная 3/с, Саратов­ская 70, Саратовская 71, Саратовская 72, Лютесценс 899, Омская 36, Алтайская 105, Карабалыкская 98;

- по массе зерна главного колоса: Памяти Азиева, Толькын, Целинная 3/с, Сара­товская 29, Лютесценс 36/с, Лютесценс 622, Светланка, Дуэт, Омская 28, Фаворит, Голубковская;

- по коэффициенту хозяйственной эффективности фотосинтеза: Памяти Азиева, Тулеевская, Целинная 3/с, Толькын, Саратовская 70, Саратовская 72, Лютесценс 622, Дуэт, Байтерек, Фаворит, Воевода;

- по высоте растения: Лютесценс 453/2, Памяти Азиева, Целинная 3/с, Толькын, Лютесценс 622, Омская 28.

- по комплексу признаков: Памяти Азиева, Тулеевская, Целинная 3/с, Лютесценс 453/2, Лютесценс 622, Лютесценс 697, Лютесценс 899, Саратовская 71, Саратовская 72, Светланка, Дуэт, Фаворит, Воевода, Омская 28, Голубковская, Карабалыкская 98.

Хорошей жаростойкостью, устойчивостью к болезням и полеганию обла­дают: Памяти Азиева, Лютесценс 899, Лютесценс 827/01-42, Карабалыкская 98. В качестве исходного материала, характеризующегося высокой устойчи­востью к септориозу, рекомендуется использовать: Лютесценс 622, Лютес­ценс 697, Алтайскую 325, Лю­тесценс 16-04, Лютесценс 1545, Омскую 28. В практической селекции рекоменду­ется использовать как источники высокой жаростойкости: Лютесценс 453/2, Толь­кын, Саратовскую 68, Саратовскую 70, Саратовскую 72, Саратовскую 73, Лютес­ценс 43/с, Тулайковскую золоти­стую, Фаворит, Лютесценс 748, Голубковскую; вы­сокой устойчивости к по­леганию: Лютесценс 622, Алтайскую 325, Лютесценс 16-04, Омскую 28, Лю­тесценс 120-03.

Наибольшую ценность для селекции на качество зерна представляют:

- по содержанию белка в зерне: Новосибирская 29, Толькын, Алтайская 325, Ту­лайковская золотистая, Степная 16, Лютесценс 1545, Астана, Лебё­душка;

- по содержанию клейковины в зерне: Новосибирская 29, Толькын, Ал­тайская 325, Тулайковская золотистая, Степная 15, Степная 16, Лютесценс 120-03, Караба­лыкская 98;

- по натуре зерна: Алтайская 100, Саратовская 71, Лютесценс 622, Лютес­ценс 697, Фаворит и Воевода.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Использование различных агрофонов для определения засухоус­тойчивости сортообразцов яровой мягкой пшеницы / // Аграрная наука – сельскому хозяйству: Сб. статей в 3 кн. / Междунар. науч.-практ. конф. (2-3 февраля 2012 г.) Барна2. Кн. 2. С. 385-387.

2. Влияние площади флагового листа на продуктивность главного колоса мягкой пшеницы / // Молодые учёные сельскому хозяйству Алтайского края: Сб. научных работ / ГНУ Алтайский НИИСХ Россельхоза­кадемии. Барнаул, 2012. С. 110-116.

3. Некоторые причины высокой урожайности среднепозд­них сортов при раннелетней засухе / // Молодые учёные сельскому хозяйству Алтайского края: Сб. научных работ / ГНУ Алтайский НИИСХ Россельхоза­кадемии. Барнаул, 2012. С. 117-122.

4. Продуктивные в условиях засухи среднеспелые сорта яровой мягкой пшеницы / // Повышение продуктивности сельскохозяйствен­ных угодий в ус­ловиях Алтая и Казахстана: Сб. научных трудов / Россельхо­закадемия. ГНУ Алтай­ский НИИСХ. Барнаул, 2012. С. 192-199.

5. Лепехов ённость площади двух верх­них ли­стьев с массой зерна главного колоса яровой пшеницы / , // Вестник Ал­тайского госу­дарственного аграрного университета. Барнаул, 2012. №С. 57-60.

6. Лепехов и агрономическая засухоус­тойчи­вость сортов мягкой пшеницы в условиях лесостепи Алтайского края / , // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. Барнаул, 2013. №1 (99). С. 9-12.

7. Жаростойкость мягкой пшеницы в условиях экстремаль­ной за­сухи / // Аграрная наука – сельскому хозяйству: Сб. статей в 3 кн. / Ме­ждунар. науч.-практ. конф. (6-7 февраля 2013 г.). Барнаул, 2013. Кн. 2. С. 127-129.

8. Лепехов урожайных сортов яровой мягкой пшеницы для степной зоны Алтайского края / , // Сибирский вестник сельскохозяйст­венной науки. Новосибирск, 2013. №1. С. 23-29.