Подбор исходного материала для создания гибридов кукурузы, адаптированных к условиям среднего Поволжья (стр. 1 )

На правах рукописи

МАДЯКИН

Евгений Викторович

Подбор исходного материала для создания гибридов кукурузы, адаптированных к условиям Среднего Поволжья

06.01.05 – селекция и семеноводство

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание учёной степени

кандидата сельскохозяйственных наук

Кинель - 2009 г.

Диссертационная работа выполнена в ГНУ «Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. Российской академии сельскохозяйственных наук» в 2005-2008 гг.

Научный руководитель: доктор биологических наук

Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук, профессор

;

кандидат сельскохозяйственных наук

Ведущая организация – ФГНУ «Российский научно-исследовательский и

проектно-технологический институт сорго и

кукурузы» (Россорго)

Защита диссертации состоится «23» декабря в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 220.058.01 при ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия».

Адрес: 446442, Самарская область, г. Кинель, пгт. Усть-Кинельский, ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», диссертационный совет. Тел./, 8(84663) 46-5-84, Е-mail: *****@***ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Самарская государственная сельскохозяйственная академия», с авторефератом – в сети Интернет на сайте СГСХА http//www. ssaa. ru

Автореферат разослан и размещен на сайте «20» ноября 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета,

кандидат биологических наук, пофессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Кукуруза в Среднем Поволжье традиционно является одной из ведущих кормовых культур. В настоящее время в Самарской области ею засевается ежегодно не менее 60-70 тыс. га. В связи с увеличением поголовья КРС и свиней в ближайшее время планируется расширение посевных площадей, занятых кукурузой, до 200 тыс. га.

В то же время в Среднем Поволжье, относящемся к крайней северной зоне выращивания кукурузы на зерно, лимитирующим фактором является сумма эффективных температур и, соответственно, ограниченный период вегетации. По данным (2003) вероятность вызревания гибридов группы ФАО 100-200 составляет в степной зоне Среднего Поволжья 100 %, ФАО 210-250 – 93 %, и ФАО 300 – 73 %.

Для получения высокого урожая зерна кукурузы на уровне 6…7 т/га в благоприятные и не менее 4 т/га в засушливые годы гибриды должны характеризоваться устойчивостью к холоду, засухе, полеганию, поражению пузырчатой и пыльной головней (Мелихов, 2004). Также, в условиях ограниченного числа безморозных дней, необходимым условием считается раннеспелость и интенсивный рост в начальный период вегетации.

В этой связи чрезвычайно актуальной является задача методологического обеспечения создания раннеспелых, высокопродуктивных гетерозисных гибридов кукурузы, включая подбор родительских компонентов в скрещивания.

Цель исследований – разработать методологические основы для создания раннеспелых, холодостойких, продуктивных гибридов кукурузы, максимально адаптированных к условиям степи Среднего Поволжья.

Задачи исследований:

- определить оптимальную продолжительность вегетационного периода гибридов кукурузы для условий степи Среднего Поволжья;

- выявить особенности формирования структуры фенотипической изменчивости количественных признаков у гетерозисных гибридов кукурузы в сравнении с гомозиготным инбредным объектом (яровая мягкая пшеница);

- разработать методику прогнозирования комбинационной способности инбредных линий без проведения скрещиваний;

- изучить набор инбредных линий кукурузы на пригодность использования в качестве родительских форм в создании раннеспелых, холодостойких, продуктивных гибридов;

- создать на основе выделенных по комплексу признаков инбредных линий новые перспективные раннеспелые гибриды кукурузы.

Научная новизна. Впервые в условиях Среднего Поволжья методами математической статистики определены оптимальные параметры вегетационного периода гибридов кукурузы, выявлены особенности структуры фенотипической изменчивости количественных признаков гетерозисных гибридов кукурузы в сравнении с инбредным биологическим объектом, разработана методика феногенетического прогноза комбинационной способности родительских форм, проведены исследования по реакции инбредных линий на ранние сроки сева.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. На основе сформированной коллекции родительских форм кукурузы и парных гибридов, предоставленных на паритетных началах ВНИИ кукурузы и агрофирмой «Отбор», созданы перспективные двух - и трёхлинейные гибриды, сочетающие высокую продуктивность зерна и силосной массы со скороспелостью. Лучшие инбредные линии кукурузы и созданные на их основе гибриды переданы для селекционного использования во ВНИИ кукурузы и агрофирму «Отбор».

Основные положения, выносимые на защиту:

- оптимальная продолжительность вегетационного периода гибридов кукурузы для условий степи Среднего Поволжья;

- доля генотипической и генотип-средовой составляющей в изменчивости количественных признаков гибридов кукурузы в сравнении с инбредным объектом;

- методика феногенетического прогнозирования комбинационной способности инбредных линий кукурузы;

- исходный материал для создания гетерозисных гибридов кукурузы;

- новые перспективные раннеспелые гибриды кукурузы.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы докладывались на Вавиловских чтениях (Саратов, 2005) и на заседаниях Учёного совета ГНУ Самарский НИИСХ им. (Безенчук, 2006-2009). Основные элементы диссертации опубликованы в четырёх научных статьях, в том числе две в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК.

Личный вклад соискателя. Планирование, проведение полевых и лабораторных экспериментов, анализ и обобщение результатов исследований, представленные в диссертации, проведены при непосредственном личном участии диссертанта.

Объём и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 106 страницах печатного текста, содержит введение, 5 глав, выводы, предложения для селекционной практики; включает 37 таблиц, 5 рисунков. Библиографический список включает 190 наименований, в том числе 90 на иностранных языках.

Условия, материал и методика проведения исследований. Исследования проводились в 2005-2008 гг на опытных полях Самарского НИИСХ, расположенных на второй надпойменной террасе реки Волги на северо-западе Сыртовой степи Заволжья. Почвы типично чернозёмные (обыкновенный чернозём, переходящий в южный), средне-тяжелосуглинистые. Температурный режим в районе Безенчука определяет климат как резко континентальный. Средняя многолетняя температура воздуха +4,6˚С с колебаниями от 1,9˚С в 1908 г. до 7,9˚С в 1995 г. Абсолютный минимум зарегистрирован в 1942 году (-47˚С), абсолютный максимум (+41˚С) в 1984 г. Продолжительность периода с положительной температурой воздуха равна 204-211 дням.

Годы исследования отличались друг от друга по гидротермическим показателям. Сумма эффективных температур за вегетационный период в 2005 г. составила 1293,1оС, в 2006 г.– 1176,3 оС, в 2007 г.– 1331,8 оС, в 2008 г. – 1192,0 оС, что вполне достаточно для вызревания раннеспелых и среднеранних гибридов, возделываемых на зерно. Количество осадков за период вегетации кукурузы во все годы, за исключением 2005 г. (113,2 мм.), превышало среднемноголетнее значение (211,0 мм.). В 2006 г. оно составило 221,3 мм., в 2007 г. – 258,7 мм., в 2008 г. – 215,8, но их распределение было крайне неравномерным.

В качестве исходного материала использовались:

- рабочая коллекция самоопыленных линий Самарского НИИСХ;

- в качестве тестеров для оценки линий на общую комбинационную способность были использованы шесть простых гибридов: Крона С, Марта С, Мадонна М, Сирень М – предоставленные для этих целей ВНИИК; Мечта С и Малка С – из агрофирмы «Отбор»;

- ранние, раннеспелые и среднеранние гибриды российской и иностранной селекции.

В диаллельные скрещивания были вовлечены 8 самоопыленных линий кукурузы селекции Самарского НИИСХ и линия F2 (Франция), адаптированные к местным климатическим условиям. Получено 72 реципрокных гибридов F1.

В качестве объектов исследования при определении оптимальной продолжительности вегетационного периода выступал случайный набор гибридов различных групп спелости с числом ФАО от 170 до 300. В 2006 г. в испытаниях участвовало 18 гибридов, в 2007 г. – 23, в 2008 г. – 29.

Для сравнительного анализа особенностей формирования фенотипической изменчивости количественных линий у аутбредного (кукуруза) и инбредного (яровая мягкая пшеница) объектов в качестве исходного материала были взяты:

- сорта яровой мягкой пшеницы Прохоровка, Тулайковская 5, Тулайковская 10, Тулайковская 100, Тулайковская золотистая, Тулайковская остистая и Юго-Восточная 2;

- набор из 16 гибридов кукурузы группы спелости ФАО 200-250 селекции различных учреждений России.

Закладка полевых опытов, учеты и наблюдения проводились в соответствии с «Методическими рекомендациями по проведению полевых опытов с кукурузой» (1980).

Посев, уход за посевами, уборку материала проводили в соответствии с технологической картой, утверждённой экспертно-методической комиссией Самарского НИИСХ.

Делянки в опытах однорядковые и двухрядковые с учетной площадью 5,0-10,0 м2. Повторность в опытах 1-3 кратная. Размещение вариантов внутри повторности рендомизированное. Густота стояния в питомниках испытания гибридов составила от 42 до 59 тыс. растений /га в разные годы исследований.

Посев самоопыленных линий для оценки на холодостойкость проводился с нормой высева 50 семян на делянку.