Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии

Морфогенетические закономерности формирования продуктивности озимой ржи (Secale cereale L.)

Автореферат докторской диссертации по биологии

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

 

Содержание работы

МОДЕЛИРОВАНИЕ СОРТОВ И ОСНОВНЫЕ ПРИЗНАКИ ИДЕАЛЬНОГО СОРТА

Обобщены литературные данные, отражающие основные подходы к моделированию сортов. Показано, что точная ориентация селекционера на создание определённых типов растений является одним из эффективных путей повышения результативности селекционной работы. Начиная работу по созданию сорта, селекционер должен отчётливо представлять модель этого сорта - его ритм развития, морфологические признаки листьев и стеблей, его физиолого-биохимические признаки, обеспечивающие получение высокого урожая в определённых почвенно-климатических условиях и др. Использование моделей облегчает исследование таких сложных открытых систем, какими являются популяции. Они служат формальными заменителями реальных объектов, с той или иной полнотой отображающих их основные принципы организации и функционирования. Недостаточный уровень исследований по частной генетике и, особенно, по физиологии ржи заставляет селекционеров искать дополнительно другие подходы к разработке моделей сортов.

ИСХОДНЫЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙаа

Экспериментальная работа выполнена в Научно-исследовательском институте сельского хозяйства Центрально-Чернозёмной полосы им. В.В. Докучаева, в настоящее время - ГНУ Воронежский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, расположенном на Юго-востоке ЦЧР, в течение 1993-2009гг. Отдельные опыты закладывались на опорном пункте Митрофановский этого института.

Материалом для исследованийа послужили многолетние первичные данные анализа структуры урожая сортов озимой ржи КСИ, ПСИ и ЭСИ, любезно переданные нам для анализа сотрудниками лаборатории селекции озимой ржи, а также результаты совместных и самостоятельных полевых и лабораторных исследований и учётов.

Фактический и расчётный урожаи сравнивали в 62 опытах ПСИ, КСИ и ЭСИ, в которых за исследованный периода изучалось более 700 сортов, различавшихся по архитектонике и происхождению. Расчётный урожай определяли умножением массы зерна с одного колоса на количество продуктивных побегов.

В опыте по изучению влияния сортосмены на урожайность, признаки и свойства озимой ржи в одних и тех же условиях высевались сорта, создававшиеся и соответственно возделывавшиеся в ЦЧР в разное время, сменяя друг друга. В их числе были: МУП, Воронежская СХИ, Харьковская 55, Саратовская 5 и Таловская 12. Их высевали по двум предшественникам - чёрному пару (4 года) и гороху на зерно (3 года) на делянках площадью 25 м 2 ав 4-кратной повторности. Указанные сорта высевали также на делянках площадью 1 м 2 ав 3-кратной повторности по 50, 100 и 200 зёрен на делянку.

Для обеспечения репрезентабельности выборки проводили отбор проб растений на площадках 1/6 м2. Предварительно делянку разбивали на три части и наа каждой отбирали одну пробу. При этом, площадки в каждой части делянки располагали на разных рядках. Всего по каждому сорту ежегодно отбирали растения с 12-18 площадок. Растения с каждой площадки анализировали отдельно, используя общепринятые методы структурного анализа.

Фенологические наблюдения и учёты проводили в соответствии с Методикой государственного испытания (1989).

Структурный анализ по З.А.Морозовой (1983) проводили на 114 сортах, изучавшихся в 1992-1998 гг. в лаборатории селекции озимой ржиа в питомниках ПСИ, КСИ и ЭСИ. Из общего числа изучавшихся сортов 96 представляли сортовые популяции разной степени отселектированности и 18 - районированные в то авремя или ранее сорта. Всего за указанный период было проведено 270 анализов структуры урожая изучавшихся в лаборатории сортов.а При анализе сортов, изучавшихся в ПСИ и ЭСИ, по каждому сорту анализировали иногда 50, но в большинстве случаев, а для конкурсного испытания всегда - 100 колосьев. Выборки разбивали соответственно на 6 и 8 классов.

Учитывая большое значение качества сформировавшихся на растении семян в определении и становлении жизненной формы и продуктивности растений в целом (Морозова З.А., 1986), кроме массы зерновки, определяли её выполненность и силу начального роста. Выполненность определяли глазомерно по 5-бальной шкале. Силу начального роста определяли по методу Б.С. Лихачёва (1974; 1977).

В качестве объектов при изучении новых морфотипов служили также и районированные в регионе сорта озимой ржи Таловская 15 и Саратовская 5. С ними сравнивались созданные с применением гибридизации и/или отбора из районированных или пригодных для возделывания в этом регионе сортов оригинальные по архитектонике растений морфотипы: прочностебельная Популяция 52, крупнолистая Популяция 54, Популяция 56 с эректоидной ориентацией листьев, полукарликовая Популяция 57, лигульный и безлигульный аналоги ГК 1193. Опыты закладывались в 1996/1997-1998/1999 гг. на опорном пункте института Митрофановский.а Сев проводили по чёрному пару в 1-й декаде сентября. Площадь делянки 1м 2. В качестве экспериментально регулируемого пула факторов жизнеобеспеченияа использовали 6 градиентов густоты посева: 100, 200, 400, 600, 800 и 1000 зёрен на 1м 2 . С помощью специальных трафаретов семена при посеве равномерно размещали на делянке и заделывали на одинаковую глубину. Повторность опыта - 2-кратная. Ежегодно анализировалась средняя проба, сформированная путем отбора со средины делянок 50 случайных растений из 2-х повторений поровну. Элементарной единицей учёта служило одно растение.

На заключительном этапе изучения новые морфотипы высевали параллельно в двух местах - на опорном пункте Митрофановский и в институте. Учётная площадь делянки 10 м 2, повторность - 6-кратная. На опорном пункте морфотипы изучали на двух фонах - удобренном (N60 P60 K60) и неудобренном чёрном пару с нормами высева 3, 5 и 7 млн. всхожих зёрен на гектар. В институте посев проводили по чёрному пару с нормой высева 5 млн. всхожих зёрен на гектар.

При изучении ассимиляционного аппарата новых морфотипов использовали принятые в подобных исследованиях методы. Содержание хлорофилла, в частности, определяли по методике В.Ф. Гавриленко, М.Е. Ладыгиной и Л.М. Хандобиной (1975), площадь колоса и листьев - по методу В.А. Кумакова (1985), площадь листового влагалища - по формуле площади цилиндра, ассимиляционную поверхность стебля - по формуле аплощади усечённого конуса. Вклад отдельных органов в формирование продуктивности колоса определяли путём затенения (Голик В.С., Литун П.П., Аладьин В.С., 1980). Растения для анализа брали на делянках предварительного испытания. Объёма выборкиа - 30 побегов. Стандартом служил сорт Таловская 15.

Статистическую обработку полученных данных проводили на ПК. Вариационный и корреляционный анализы проводили по В.Г. Вольфу (1966), Т. Литтл и Ф. Хиллз (1981); путевой анализ - по А.И. Седловскому, С.П. Мартынову и Л.К. Мамонову (1982); регрессионный и факторный анализы - по В.П. Боровикову и И.П. Боровикову (1997). Пластичность и стабильность рассчитывали по S.A. Eberhart, W.A. Russell (1966), адаптивную способность и селекционную ценность - по А.В. Кильчевскому и Л.В. Хотылевой (1985), гомеостатичность и селекционную ценность - по В.В. Хангильдину (1978).

ВЛИЯНИЕ СОРТОСМЕНЫ НА ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ОЗИМОЙ РЖИ

Использование известных закономерностей эволюции - крупный резерв для повышения результативности практической селекции. Закономерности эволюции очень разнообразны и не всегда имеют конкретное и однозначное понимание (Майр Э.), но имеется ряд бесспорных основополагающих пониманий этого процесса. Прежде всего, это приспособленность к условиям среды обитания, показателем чего является плодовитость. Второй важной стороной этого процесса являетсяа оптимизация процессов жизнедеятельности, морфологического строения и наследственного обеспеченияа за счёта повышения приспособленности организма к факторам среды (Кубарев П.И., 1993).

Результаты селекции определяются по превосходству новых сортов над ранее созданными по урожайности, устойчивости к факторам среды, технологичности и др. Так как у зерновых культур урожайность это почти синоним плодовитости, то в данном случае между эволюционными и селекционными преобразованиями признаков растения нет принципиальных различий - плодовитость и сохраняемость особи обусловлены уровнем её приспособленности.

В этом плане мы рассмотрели те преобразования, которые произошли с озимой рожью за 50-летний период её селекции в ЦЧР.

По урожайности зерна изучавшиеся сорта различались значительно. Эти различия наблюдались при выращивании в разных условиях (рис. 1). Так, Воронежская СХИ превысила сорт МУП по пару на 24,7%, Харьковская 55 - на 39,9%, Таловская 12 - на 38,6% и Саратовская 5 при среднем уровне урожайности 5,24 т/га - на 65,8%. При выращивании по гороху эти превышенияа составили соответственноа 13,4; 36,9; 29,9 и 38,2 %, а средняя урожайность Саратовской 5 по этому предшественнику равнялась 4,34 т/га.

Рис. 1. Изменение продуктивности озимой ржи

в процессе сортосмены

Признаки, вносящие наиболее существенный вклад в формирование урожайности, менялись в зависимости от сорта и условий его выращивания (рис. 2). В процессе селекции также изменились рангиа элементов продуктивности по их роли в формировании урожайности. У сортов ранних периодов сортосмены при выращивании по пару наиболее существенную роль играли количество зёрен в колосе и количество сохранившихся продуктивных растений. У сортов последней изученной сортосмены, наряду с количеством продуктивных побегов на 1 м2, наибольшее значение имела масса зерна с колоса.

Увеличение урожайности было связано с постепенным, несмотря на постоянное сокращение длины стебля, увеличением надземной массы растений и доли зерна в ней. По мере сортосмены увеличивалась роль колоса в формировании урожайностиа зерна и массы побега в формировании урожая надземной массы.

СКАЧАТЬ ОРИГИНАЛ ДОКУМЕНТА

Страницы: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии