Исходный материал озимой пшеницы и его использование в условиях южной лесо-степи Омской области

Загрузка...

Изучены образцы озимой мягкой пшеницы различного эколого-географического происхождения. Дана оценка сортов по зимостойкости, вегетационному периоду, устойчивости к полеганию и болезням, урожайности зерна и его качеству. Показана эффективность использования коллекционных образцов в селекционном процессе.

В последние годы в Западной Сибири стал заметен недостаток посевных площадей озимых культур. Они могут занимать 1520% площади пашни в регионе, причем агротехника их возделывания достаточно хорошо отработана. Основным преимуществом озимой пшеницы перед яровой является более высокая урожайность. Кроме того, она созревает на месяц раньше яровой, что позволяет оптимально организовать уборочные работы. Ранняя уборка дает возможность своевременно и качественно подготовить почву под урожай будущего года и более тщательно вести борьбу с сорняками после уборки озимых культур.

Основными отрицательными моментами, с которыми сталкиваются при выращивании озимой пшеницы в условиях Западной Сибири, являются полное или частичное вымерзание озимой пшеницы в неблагоприятные годы, а также восприимчивость к листовым патогенам.

Сорта озимой пшеницы, выращиваемые на полях Омской области высоковосприимчивы к листовым патогенам. Это вызывает значительные колебания урожайности по годам, особенно в годы массового раннего проявления этих заболеваний. Замена восприимчивых сортов зерновых культур устойчивыми обеспечит повышение урожайности на 10-20%. Кроме того, сорта озимой пшеницы являются первичными очагами развития и распространения листовых заболеваний для посевов яровой пшеницы. Для стабилизации урожая встает проблема создания устойчивых сортов. Для этого необходим скрининг коллекционных образцов с целью выделения источников устойчивости к местным популяциям патогена с последующим вовлечением в селекционный процесс. На посевах озимой пшеницы в условиях южной лесостепи Омской области в отдельные годы наблюдается уход от поражения листовых заболеваний.

Стратегия селекции на иммунитет должна строиться по принципу стабилизации отношений за счет использования максимального разнообразия исходного устойчивого материала. При этом предотвращается развитие эпифитотий, за счет замедления массового размножения новых вирулентных патогенов. Поэтому все выделившиеся сортообразцы с различными механизмами резистентности представляют особый интерес. Используя разные механизмы устойчивости, можно поставить генетический барьер на пути массового размножения новых вирулентных рас.

В этой связи создание генотипов растений озимой пшеницы, сочетающих высокий потенциал зимостойкости, продуктивности и устойчивости к наиболее распространенным заболеваниям, является весьма актуальным. Поэтому необходим поиск новых генотипов. Это невозможно без привлечения широкого сортимента озимой пшеницы, охватывающего всё разнообразие мировых ресурсов, находящегося во Всероссийском научно-исследовательском институте имени Н. И. Вавилова.

Методика исследований

Образцы озимой пшеницы мировой коллекции ВНИИР изучали на полях лаборатории селекции озимых культур СибНИИСХ в условиях высокого агрофона по кулисному пару. За последние годы исследований (2010-2012 гг.) число сортообразцов различного эколого-географического происхождения изменялось в зависимости от поступления из ВНИИР и других учреждений. Семена высевали на делянках 3 м2, сроки и нормы высева - оптимальные для зоны. Кроме того, для вновь прибывших сортообразцов ввиду малого количества посевного материала использовался ручной способ посева на длину 0,5 погонного метра. Учеты и анализы выполняли в соответствии с методическими рекомендациями ВНИИР [1]. Стандартом служил сорт Омская 4.

Ежегодно в лабораторию селекции озимых культур СибНИИСХ сотрудники ВНИИР присылают коллекционный материал, география которого обширна. Сортообразцы оцениваются из различных стран Западной и Восточной Европы, Азии, Северной и Южной Америки. Лаборатория селекции озимых культур СибНИИСХ также напрямую ведет сотрудничество с другими учреждениями. Коллекция периодически пополняется сортообразцами из Казахстана и Украины, а также из регионов России - Москвы, Краснодара, Саратова и др.

ВНИИР каждый год присылает по 50 сортообразцов озимой пшеницы различного эколого-географического происхождения по 100 зерен каждый. Отбирается по 5 зерен каждого сортообразца и анализируется в лаборатории иммунитета на устойчивость к наиболее распространенным листовым заболеваниям. Остальной посевной материал высевается в ручных посевах на 0,5 погонного метра. Однако перезимовка и сохранность растений к уборке такого материала невысока, часть образцов полностью погибает. После созревания растения убираются, анализируются и пересеваются на делянки 3м2. Здесь проводится полная оценка хозяйственно ценных признаков и свойств: межфазные и вегетационный периоды в целом, устойчивость к абиотическим (полегаемость, перезимовка) и биотическим (устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине) факторам среды, урожайность. После уборки урожая отбираются по 50-70 г. зерна для оценки качества зерна микрометодом. Определяются содержание белка, натура, масса 1000 зерен, стекловидность, качество клейковины в кислоте (ККК), седиментация, объемный выход хлеба и общая хлебопекарная оценка. Технологические свойства зерна определены в лаборатории качества зерна СибНИИСХ

Так как за годы исследований не наблюдалось массового распространения болезней, оценка поражаемости коллекционного материала бурой и стеблевой ржавчиной проводилась в лабораторных условиях по методу отсеченных листьев с использованием раствора бензимидазола. Отрезки листьев заражали урединоспорами популяции патогена. Тип реакции на внедрения патогена определяли по шкале Майнса и Джексона. При этом образцы с баллом 0-2 относили к устойчивым, а с баллом 3, 4 -к восприимчивым [2]. Стандартом восприимчивости был сорт Саратовская 29, а устойчивости - Терция. Такая оценка проведена в лаборатории иммунитета СибНИИСХ.

Метеорологические условия в годы проведения опытов были контрастны и довольно полно отражали особенности климата данного региона. Это позволило объективно оценить сортообразцы по хозяйственно-ценным признакам.

Результаты и обсуждение

Коллекция ВНИИР содержит богатейшее генетическое разнообразие сортообразцов озимой пшеницы по важнейшим хозяйственно-ценным признакам. Она показывает уровень достигнутого генетического потенциала в различных странах мира. Однако его реализация в конкретных специфических условиях Сибирского региона различна. Удельный вес зарубежных сортообразцов невелик. Они являются источниками отдельных хозяйственно-ценных признаков и свойств - скороспелости, высокого качества зерна, устойчивости к полеганию и к болезням.

Продолжительность вегетации озимой пшеницы и отдельных ее межфазных периодов зависит от условий среды. Так как период всходы-колошение (отрастание-колошение) можно отметить с большей точностью, чем фазу восковой или полной спелости, его часто используют как сортовой признак. К скороспелым можно отнести сортообразцы: Саратовская 17 (Саратов), Ершовская 10 (к-61967, Саратов), Крымская 4 (Украина), Зерноградка 6 (к-57685, Ростов). За годы проведения опытов указанные образцы созревали раньше стандарта Омская 4 на 2-3 суток. Считают, что имеется обратная связь между длиной вегетационного периода и продуктивностью, однако указанные выше образцы по сравнению со стандартом были более скороспелыми и урожайными. В коллекционном материале встречаются сортообразцы с более коротким периодом всходы-колошение, но они не заслуживают внимания ввиду их низкой продуктивности. Среди образцов коллекции озимой пшеницы выделены так же ультраскороспелые сортообразцы Pekin 8 (к-51424, Китай) и Pekin 10 (к-57425, Китай), Norin 40 (к-57401, Япония), у которых созревание наступает на 5-6 суток раньше стандарта. Но они в наших условиях менее зимостойки и продуктивны, чем стандарт.

Для получения стабильного урожая озимой пшеницы в Западной Сибири зимостойкость является одним из важнейших биологических свойств. Наши результаты подтверждают исследования Н.И. Вавилова, который утверждал, что отечественные сорта обладают максимальным уровнем зимостойкости [3]. За годы исследований источниками повышенной перезимовки растений и продуктивности явились следующие сортообразцы: Новосибирская 9, Новосибирская 32 (оба из Новосибирска); Великоросс, Скипетр (оба из Москвы), Ершовская 10 (к-61967, Саратов), Жемчужина Поволжья (Саратов), Минская (Белоруссия), Ивановская 16 (к-58526, Украина), Крымская 4 (Украина), Алия (Казахстан). Указанные образцы достоверно превзошли стандарт Омская 4 по зимостойкости и урожайности.

К устойчивым к полеганию в сочетании с высокой продуктивностью отнесены как высокорослые: Крымская 4 (Украина), Сплав (к-63117, Владимир), Куйбышевка (к-57943, Самара), Ершовская 10 (к-61967, Саратов), Тамбовица (к-51737, Тамбов), так и короткостебельные сортообразцы: УСХИ 293 (Ульяновск), Днестрянка (Молдова). Коллекционные образцы других стран имеют низкорослые и карликовые формы, однако они в основном низкозимостойки и малопродуктивны, поэтому не заслуживают особого внимания.

Проведена лабораторная оценка сортообразцов на устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине из рабочей коллекции, а также оценен новый коллекционный материал из ВНИИР и других регионов РФ. Оценка образцов на устойчивость к бурой ржавчине рабочей коллекции выявила несколько образцов резистентных к этому листовому заболеванию: Сплав (к- 63117, Владимир) - тип реакции 0 баллов; Восторг, Вита (оба из Краснодара) - 1-2 балла. Однако выделившиеся краснодарские образцы имеют низкую зимостойкость и урожайность, поэтому не были включены в программы скрещивания. Владимирский образец Сплав в течение последних лет использовался как источник устойчивости к бурой ржавчине. С его участием было создано 14 комбинаций, которые проходят дальнейшие стадии селекционного процесса. Проведенный анализ нового коллекционного материала из ВНИИР и других регионов РФ позволил выделить следующие резистентные образцы: KS 96 WGRC40 (к-65158), Ransom (к-65236) - оба из США, Vesta (к-65338, Украина); Юка, Иришка, Васса - все из Краснодара. Указанные образцы оказались иммунными к популяции бурой ржавчине. С типом реакции 1-2 баллов можно выделить сортообрацы: Волжская 100 (к-64625, Ульяновск); Manzheliya (к-65067, Украина); из США - Orienta (к-64048), KS 96 WGRC38 (к-65157), KS 8010-72 (к-63020), Hall (к-63556), Edwin (к-64507); из Краснодара - Восторг, Вита, Адель, Айвина, Курень.

Проведенная оценка в лабораторных условиях на устойчивость к стеблевой ржавчине позволила выделить 5 резистентных образцов: один из коллекции ВНИИР - Hall (к-63556, США) и четыре образца из Краснодара - Восторг, Дока, Айвина, Адель. Тип реакции всех указанных образцов был равен 2 баллам.

Таким образом, фитопатологическая оценка коллекционного материала к распространенным листовым заболеваниям позволила выявить ряд образцов, резистентных к бурой и листовой ржавчине: Hall (к-63556, США), Адель (Краснодар), Айвина (Краснодар).

Как известно, одним из главных недостатков у озимой пшеницы является низкое качество зерна. Этой проблеме уделяется большое внимание. Поэтому была проведена оценка коллекционного материала по показателям качества зерна, которая позволила выделить сортообразцы как по отдельным, так и в комплексе по мукомольным и хлебопекарным свойствам зерна и физическим свойствам теста. Источниками повышенного содержания белка являются сортообразцы из Казахстана: Рамин, Жалпы. По сравнению со стандартом Омская 4 более высокую натуру имели образцы: Новосибирская 32 (Новосибирск); Жемчужина Поволжья, Саратовская 17 (оба из Саратова). С более высокой седиментацией были отмечены сортообразцы: Рамин, 18226 (оба из Казахстана), Галина (к-63926, Владимир), Надзея. Повышенное ККК имели образцы: Майра (Казахстан), Саратовская 17 (Саратов). По наиболее важному показателю - объемному выходу хлеба, можно выделить образцы Надзея, Харьковская 92 (Украина). По комплексу показателей качества за годы проведения исследований выделились сортообразцы Рамин (Казахстан), Харьковская 92 (Украина).

Выделенные коллекционные образцы включаются в программы скрещивания в качестве отцовских форм. В качестве же материнских форм используются хорошо приспособленные к суровым зимам образцы из конкурсного сортоиспытания. Они имеют высокий потенциал урожайности, но требуют улучшения по другим хозяйственно-ценным признакам и свойствам. Скрещивания ведутся по блокам: селекция на высокую урожайность, зимостойкость, высокое качество зерна, устойчивость к бурой ржавчине. Ежегодно получаем по 45 комбинаций, или 8-10 тыс. гибридных зерен. В последующем гибридный материал проходит все этапы селекционного процесса.

Таким образом, проведен скрининг коллекционного материла по хозяйственно-ценным признакам и свойствам. Использование выделившихся сортообразцов в различных селекционных программах по созданию новых сортов приведет к расширению генетического разнообразия, что может стабилизировать валовой сбор зерна в регионе. По результатам исследований дана оценка образцов по зимостойкости, вегетационному периоду, устойчивости к полеганию и болезням, урожайности зерна и его качеству.

 

Библиографический список

1. Градчанинова, О.Д. Изучение мировой коллекции пшеницы: метод. указания/ О.Д. Градчанинова, А.А. Филатенко, М.И. Руденко. - Л.: ВИР, 1984. - 26 с.

2. Михайлова Л.А. Микология и фитопатология: книга в 4т./ Л.А. Михайлова, В.К. Квитко. - М.: Колос, 1970. - Т. 3 - 273 с.; Т. 4 - 269 с.

3. Вавилов Н.И. Мировые ресурсы хлебных злаков. Пшеница/ Н.И. Вавилов. - М.: Наука, 1964. - 123 с.

Загрузка...
Комментарии
Отправить