Создание сортов многолетних злаковых трав в условиях таежной зоны Томской области (стр. 1 )

На правах рукописи

УРАЗОВА

Любовь Дмитриевна

СОЗДАНИЕ СОРТОВ МНОГОЛЕТНИХ ЗЛАКОВЫХ ТРАВ В УСЛОВИЯХ ТАЕЖНОЙ ЗОНЫ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

06.01.05 – «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Новосибирск - 2012

Работа выполнена в Государственном научном учреждении

«Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа Россельхозакадемии»

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник,

член-корреспондент Россельхозакадемии

Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник

ГНУ СибНИИкормов Россельхозакадемии,

зав. отделом кормовых культур

Полюдина Ревмира Ивановна

канд. сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник

ГНУ СибНИИСХ Россельхозакадемии,

зав. лаб. селекции многолетних трав

Ведущая организация: ГНУ Алтайский научно-исследовательский

институт сельского хозяйства Россельхозакадемии

Защита диссертации состоится _____________ 2012 года в _______ часов

на заседании объединенного диссертационного совета ДМ 006.058.01 при Государственном научном учреждении Сибирском научно-исследовательском институте кормов Россельхозакадемии

( Новосибирская область, Новосибирский район, р. п. Краснообск,

ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии

факс: 8(383), web: www. *****, e-mail: *****@***ru,

ученому секретарю)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ СибНИИ кормов Россельхозакадемии

Автореферат разослан «___» __________ 2012 года

Ученый секретарь

диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Кормовые травы являются растениями многопланового использования. Они дают для животных сено, сенаж, силос, обезвоженный и витаминизированный корм. Зеленые корма скармливаются на пастбище и в скошенном виде при стойловом содержании (Гончаров, 2003).

Кормопроизводство Сибири, составляющее основу развития животноводства, носит неустойчивый характер. Большая часть естественных кормовых угодий дает низкие урожаи (1,0-1,2 т/га сена и 4,0-5,0 т/га зеленой массы). Урожаи сеяных трав чаще всего не превышают уровень урожаев зерновых культур, хотя травосеяние, с точки зрения кормопроизводства и агротехники, выгодно, лишь когда урожаи трав не менее, чем в 2 раза выше урожаев зерновых культур (Гончарова, 2001).

В настоящее время посевы многолетних трав занимают в Томской области более 100 тысяч га (Кашеваров, Резников, 2004). В основном возделываются тимофеевка луговая сорта Нарымская и местные сорта клевера лугового. На незначительных площадях выращиваются кострец безостый и овсяница луговая. Почти отсутствуют посевы ежи сборной, двукисточника тростникового, бекмании обыкновенной.

Для проведения поверхностного и коренного улучшения пойменных лугов, для полевого травосеяния необходимо наличие сортов многолетних трав, обладающих высокой зимостойкостью, устойчивостью к затоплению, продуктивностью и другими ценными признаками. В связи с этим интродукция многолетних видов и выведение новых сортов многолетних злаковых трав имеют в Томской области актуальное значение.

Цель и задачи исследований. Цель работы - изучение и выделение ценного исходного материала, и создание новых высокопродуктивных сортов тимофеевки луговой, овсяницы луговой, ежи сборной и бекмании обыкновенной, адаптированных к условиям таежной зоны Томской области.

Для поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить исходный материал многолетних злаковых трав из коллекций ВИРа, дикорастущих и селекционных форм, местных сортов Сибири;

2. Получить новый селекционный материал, обладающий разнообразными хозяйственно-ценными свойствами;

3. Дать комплексную оценку лучшим формам на разных этапах селекционного процесса;

4. Создать адаптивные к условиям таежной зоны Томской области сорта, сочетающие высокую урожайность зеленой массы, сухого вещества и семян с зимостойкостью, устойчивостью к заморозкам, с высокими кормовыми качествами.

Научная новизна. В условиях северной таежной зоны Томской области впервые проведена комплексная оценка хозяйственно-ценных признаков и свойств видов и образцов многолетних злаковых трав. Выделены наиболее перспективные сортообразцы тимофеевки луговой, овсяницы луговой, ежи сборной, бекмании обыкновенной, обладающие высокой зимостойкостью, продуктивные по урожайности сухого вещества и семян, устойчивые к грибным болезням. Созданы сорта многолетних злаковых трав (бекмания обыкновенная Нарымская 2, ежа сборная Нарымская 3, Былина, двукисточник тростниковый Витязь, Богатырь, овсяница луговая Мечта, тимофеевка луговая Утро), внесенные в Госреестр селекционных достижений и защищенные авторскими свидетельствами.

На защиту выносятся основные положения:

1. Результаты оценки коллекционных сортообразцов тимофеевки луговой, овсяницы луговой, ежи сборной, бекмании обыкновенной по основным хозяйственно-ценным признакам и свойствам.

2. Методы создания сортов тимофеевки луговой, овсяницы луговой, ежи сборной, бекмании обыкновенной для условий таежной зоны Томской области.

3. Перспективный исходный и селекционный материал, новые сорта.

Практическая значимость работы и реализация полученных результатов. Созданный новый селекционный материал использовался в практической селекции с целью создания адаптированных сортов. Включены в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию сорта бекмании обыкновенной Нарымская 2 (1991), ежи сборной Нарымская 3 (1993), Былина (2001), двукисточника тростникового Витязь (1998), Богатырь (2009), овсяницы луговой Мечта (2000), тимофеевки луговой Утро (2000). Сорт овсяницы луговой Вера проходит Государственное сортоиспытание с 2011 г. Созданные сорта возделываются в хозяйствах Томской, Новосибирской, Тюменской, Свердловской областей на площади более 200 га.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого совета (ГНУ СибНИИСХиТ, гг.), на научно-практической конференции «Научное обеспечение АПК Сибири» (Колпашево, 2003); на региональной научно-практической конференции «Селекция сельскохозяйственных культур на адаптивность» (Колпашево, 2007); на заседании объединенного научного и проблемного советов по растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству Россельхозакадемии «Селекция сельскохозяйственных культур на устойчивость к абиотическим и биотическим стрессам» (Барнаул, 2008).

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, рекомендаций для селекционной практики и производства, списка литературы, содержащего 203 наименования, в том числе 33 иностранных авторов, 33 приложений. Диссертация изложена на 210 страницах машинописного текста, иллюстрирована 76 таблицами, 15 рисунками.

Публикации. По материалам диссертации лично и в соавторстве опубликовано 15 научных работ, в том числе 4 в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ. Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам Нарымского отдела селекции и семеноводства ГНУ СибНИИСХиТ, оказавшим помощь и поддержку при подготовке диссертации.

1. Обзор литературы

В главе приведен обзор литературы по распространению, значению, биологическим особенностям и хозяйственно-ценным признакам, опытной и селекционно-семеноводческой работы с верховыми злаковыми травами в Западной Сибири, результатам селекционных исследований многолетних кормовых трав в таежной зоне Томской области.

2. Условия, материал и методика исследований

Селекционные исследования проведены в гг. на полях Нарымской государственной селекционной станции (ныне Нарымский отдел селекции и семеноводства ГНУ СибНИИСХиТ, г. Колпашево, Томская область).

Климат в зоне исследований резко континентальный с продолжительной суровой зимой и коротким, умеренно-теплым летом. Снежный покров держится около семи месяцев. Безморозный период короткий – 70-90 дней. Годовое количество осадков составляет около 500 мм, в том числе в период вегетации – более 300 мм. Сумма биологически активных температур (выше +10ºС) за вегетационный период составляет º. Таким образом, климатические условия района исследований являются экстремальными.

Погодные условия в годы исследований были различными. Влажными и холодными были 1972, 1975, 1978, 1985, 1987, 1997, 2001, 2002, 2007, 2009, 2010 гг.; засушливыми и холодными - 1986, 1988, 1989, 1996, 2008 гг.; засушливыми и теплыми - 1981, 1982, 1991, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2003, 2004, 2005, 2006 гг.; близкими к среднемноголетним показателям по осадкам и температуре воздуха – 1971, 1973, 1974, 1976, 1979, 1980, 1983, 1984, 1990, 1992, 2000 гг. Это позволило объективно оценить созданный селекционный материал и новые сорта.

Основные почвы места проведения исследований - дерново–подзолистые, кислые, супесчаные по гранулометрическому составу. Пахотный горизонт (22-25 см) характеризуется низким содержанием гумуса (1,5-2,0%), низкой обеспеченностью азотом (0,2-0,22 мг в 100 г почвы), средней - обменным калием (8,3-13,9 мг в 100 г почвы), высокой - по подвижному фосфору (12,1-18,1 мг в 100 г почвы). РН солевой вытяжки - 4,3-4,5; содержание алюминия высокое (4,38-9,06 мг в 100 г почвы).

Технология закладки основных селекционных и семеноводческих питомников – общепринятая при возделывании многолетних злаковых трав в Западной Сибири.

При создании качественно нового селекционного материала были использованы все виды отборов, внутривидовая гибридизация, метод поликросса.

Селекционный процесс с многолетними злаковыми травами проходил по полной схеме (от коллекционных питомников до передачи сортов в ГСИ). В исследованиях использованы коллекционные образцы ВИРа, других научных учреждений, дикорастущие формы, собранные в разных областях Западной и Восточной Сибири. Общий объем селекционной работы за годы исследований по изучению исходного материала составил около 5000 образцов. Всего проанализировано более 20000 объектов исследования, заложено 50 селекционных опытов и питомников первичного семеноводства.

Наблюдения и учеты у многолетних злаковых трав в коллекционных питомниках проводились согласно методическим указаниям по изучению коллекций многолетних кормовых растений в ВИР им. (1971, 1973). Закладка питомников, наблюдения и учеты в контрольных питомниках – в соответствии с методическими указаниями по селекции многолетних трав в ВН(1985), а на завершающих этапах – по методике Государственного сортоиспытания (1971). Статистическая обработка данных была проведена по (1979) с использованием пакета прикладных программ Snedecor (Сорокин, 2007).

3. Изучение коллекций многолетних злаковых трав по основным

хозяйственно-ценным признакам и свойствам

Тимофеевка луговая. В коллекционных питомниках посева гг. изучено 937 образцов: сорта отечественной селекции (129 образцов), местные сортообразцы (24), дикорастущие формы из Западной и Восточной Сибири, Дальнего Востока и Европейской части России (717), сорта иностранного происхождения – из Швеции, Норвегии, Финляндии, Канады, Германии, Польши, Венгрии, Румынии, Японии (67).

В результате изучения и оценки коллекционных образцов выделены источники ценных хозяйственно-биологических признаков для вовлечения их в селекционный процесс: дикорастущие образцы Томской области (К-2075, 2078, 2093, 3625).

Овсяница луговая. В коллекционных питомниках посева гг. изучено 294 образца: сорта отечественной селекции (38), дикорастущие формы из Западной и Восточной Сибири, Европейской части России (233), сорта иностранного происхождения – из Дании, Финляндии, Норвегии, Германии, Польши, Венгрии, Румынии, Югославии, Франции, Бельгии, Голландии (23).

Для селекции овсяницы луговой сенокосно-пастбищного использования выделен ценный исходный материал: сорта Северодвинская 130, Суйдинская, Радуга, дикорастущие образцы Томской области (К-2947, 5057, 5088, 5095, 5180, 5185).

Ежа сборная. В коллекционных питомниках посева гг. изучено 348 образцов: сорта отечественной селекции (38), дикорастущие формы из Западной и Восточной Сибири, Европейской части России (283), сорта иностранного происхождения – из Финляндии, Норвегии, Германии, Дании, США, Ирландии (27).

Для селекции ежи сборной сенокосного использования выделились сорта Свердловская 79, Двина и дикорастущие образцы Архангельской, Ленинградской, Новгородской, Псковской, Томской областей.

Бекмания обыкновенная. В коллекционных питомниках посева 1972, 1975 гг. изучено 87 образцов: сорта отечественной селекции (2), дикорастущие формы Западной Сибири, Дальнего Востока, Европейской части России (85).

Для селекции бекмании обыкновенной сенокосного использования по комплексу признаков выделились дикорастущие номера Томской области К-2366, К-2369, 4983, 4986.

Характеристика выделившихся номеров по видам многолетних злаковых трав представлена в табл. 1.

4. Создание и изучение селекционного материала тимофеевки луговой, овсяницы луговой для сенокосно-пастбищного использования

4.1. Методы создания

Для получения нового сорта тимофеевки луговой провели массовый отбор с последующей внутривидовой гибридизацией методом свободного переопыления. из дикорастущей популяции Молчановского района Томской области (К-2093). Выделившиеся по комплексу признаков гибридные образцы оценивали в контрольных питомниках и конкурсном сортоиспытании.

При создании сорта овсяницы луговой Мечта использовали методы массового отбора и внутривидовой гибридизации. В качестве родительских форм использовали лучшие дикорастущие популяции Колпашевского района Томской области, сорта Радуга, Нарымская 1, а также разнокачественные и экологически отдаленные сорта Камалинская 95 (Красноярский край), Суйдинская (Ленинградская область) и Северодвинская 130 (Архангельская область). При создании сорта овсяницы луговой Вера использовали метод сложногибридных популяций на уровне межклонового опыления. Для формирования СГП был проведен отбор лучших биотипов из 10 образцов коллекционного питомника, выделенных по хозяйственно-ценным признакам с учетом общей комбинационной способности.

Отобранные клоны пересаживали из клонового питомника на изолированный участок в питомник поликросса для переопыления между собой. С учетом полученных оценок в клоновых и селекционных питомниках были отобраны наиболее устойчивые и продуктивные биотипы, на основе которых были сформированы четыре сложногибридные популяции. Созданные популяции изучались в контрольных питомниках, а лучшие из них после селекционной доработки - в конкурсном сортоиспытании.

По результатам конкурсного сортоиспытания выделилась сложногибридная популяция СГП-7, переданная в государственное сортоиспытание под названием Вера.

4.2. Изучение селекционного материала

в конкурсном и экологическом сортоиспытании

Конкурсное и экологическое сортоиспытание тимофеевки луговой. За два цикла изучения гг. в среднем по урожайности зеленой массы и сухого вещества превышали стандарт (сорт Нарымская) отборы из К-2075, 2078, 2093 на 5,3-10,5% и 2,7-10,0%. Наибольшее превышение над стандартом по годам имел отбор из дикорастущей популяции К-2093 – по урожайности зеленой массы на 10,5% и сухого вещества – 10,0% (табл. 2). По урожайности семян данные образцы выделились в сравнении со стандартом на 7,7-30,8%. Наряду с высокой урожайностью отбор из К-2093 обладал высокой зимостойкостью, содержанием сырого протеина, интенсивностью отрастания весной и после скашивания. В 1995 г. он под названием сорт Утро был передан на государственное сортоиспытание. Авторы сорта: , ,

Данные экологического сортоиспытания показали, что новый сорт тимофеевки луговой превышает стандарт по урожайности зеленой массы, сухого вещества и семян соответственно на 13%, 23% и 21%. По результатам производственного сортоиспытания сорт Утро был выше стандарта по урожайности зеленой массы, сухого вещества и семян соответственно на 13%; 11,1% и 24,7%.

Таблица 1 - Характеристика коллекционных образцов, выделившихся по комплексу хозяйственно-ценных признаков

Наименование образца	Зеленая масса	Сухое вещество	Семена	Высота растений	Облист-венность	Сырой протеин	Зимо-стойкость
т/га	% к st	т/га	% st	т/га	% st	см	%	%	%
Тимофеевка луговая (посев 1985 г., изучение гг.)
Нарымская, st	14,7	100,0	3,4	100,0	0,22	100,0	94	58,7	7,5	100
К-2093	18,0	122,4	4,1	120,6	0,37	168,2	106	69,8	12,4	100
К-2075	16,7	113,6	3,8	111,8	0,36	163,6	106	64,2	7,6	100
К-2078	15,7	106,8	3,6	105,9	0,35	159,1	105	65,5	10,0	100
Овсяница луговая (посев 1984 г., изучение гг.)
Камалинская 95, st	18,3	10,0	4,0	10,0	0,32	100,0	83	69,2	10,3	100
К-2947	21,7	118,6	4,8	120,0	0,64	200,0	84	68,1	11,3	100
К-5095	21,0	114,8	4,7	117,5	0,57	178,1	79	71,4	11,0	100
Радуга	21,7	118,6	4,8	120,0	0,61	190,6	84	69,0	10,5	100
Ежа сборная (посев 1974 г., изучение гг.)
Свердловская 79,st	17,7	100,0	3,7	100,0	0,23	10,0	104	63,7	10,2	100
К-4494	22,3	126,0	4,7	127,0	0,47	204,3	105	71,1	10,9	100
К-9596	19,0	107,3	4,0	108,1	0,37	160,9	100	70,0	10,7	100
К-3906	20,3	114,7	4,1	110,8	0,35	152,2	109	69,5	10,5	100
Бекмания обыкновенная (посев 1975 г., изучение гг.)
Донская 18, st	7,5	100,0	2,4	100,0	0,44	100,0	84	56,5	8,9	100
К-2369	10,8	144,0	3,3	137,5	0,50	113,6	98	63,8	9,2	100
К-5112	7,8	104,0	2,6	108,3	0,55	125,0	95	62,8	9,0	100

Таблица 2 – Характеристика хозяйственно-ценных признаков образцов многолетних злаковых трав в КСИ, в среднем за шесть лет