Особенности селекции, семеноводства и технологии возделывания сортов нута, адаптированных к засушливым условиям нижнего поволжья
| Вид материала | Лекции |
СодержаниеПараметры модельного сорта для условий Нижнего Поволжья Исходный материал. |
- Научно-методической комиссии по технологии возделывания, защите растений, хранению, 1342.92kb.
- Оценка реакций сортов яровой мягкой пшеницы на техногенные, абиотические и биотические, 339.75kb.
- Проект Стратегия развития селекции и семеноводства сельскохозяйственных культур в Российской, 552.1kb.
- Удк 635. 649:(631. 52+631. 53) Теоретическое обоснование и практическое использование, 946.29kb.
- Удк (631. 527+631. 531): 635. 34 Научное обоснование и разработка системы методов селекции, 1105.12kb.
- «Самарский научно-исследовательский институт сельского хозяйства им. Н. М. Тулайкова, 446.55kb.
- Н. Г. Чернышевского Нижневолжское отделение Мензбировского орнитологического общества, 6438.72kb.
- Н. Г. Чернышевского Нижневолжское отделение Мензбировского орнитологического общества, 5619kb.
- Рабочая программа повышения квалификации «Технология производства и переработки с/х, 741.27kb.
- Отчет о научно-исследовательской работе разработать научные основы селекции и семеноводства, 1155.7kb.
Поэтапное селекционное улучшение нута предусматривало ведение селекции на улучшение габитуса растении, способности формировать хорошо выполненное зерно с высоким содержанием белка. Кроме того, не оставлена без внимания устойчивость сортов к таким наиболее вредоносным болезням, как аскохитоз, фузариоз и бактериальные заболевания. Работа по данному направлению заключалась в оценке устойчивости сортов в полевых условиях, с последующим переводом лучших из них на иммунную основу.
Селекционная работа велась на основе решения следующих задач:
1. Создать рабочую коллекцию исходного материала из числа образцов мировой коллекции ВИРа по эколого-географическому принципу на основе комплексной биологической, морфофизиологической оценки по признакам выживаемости, урожайности.
2. По экологическим группам сортообразцов разного типа созревания на основе корреляционного анализа выявить адаптивные морфофизиологические и биологические признаки, соответствующие условиям зоны, и подобрать родительские формы для скрещиваний при разных направлениях селекции с учётом требований к создаваемому сорту нута.
3. В соответствии с конкретным планом совершенствования местного агроэкотипа нута получить межсортовые гибриды, привлекая к скрещиванию биотипы сортов волгоградской селекции (Волгоградский 5, Волгоградский 10, Приво 1), краснокутской селекции (Краснокутский 195, Юбилейный, Краснокутский 36 и др.), приспособленных к местным условиям и селекционные сорта инорайонного происхождения.
4. Дать оценку полученным гибридам F1, F2 и обосновать принципы отбора селекционно-ценных форм в ранних гибридных поколениях по результатам реципрокных скрещиваний и проявления истинного гетерозиса.
5. Отобрать по комплексу хозяйственно-ценных признаков лучшие селекционные линии для дальнейшего скрещивания их с сортами интенсивного типа с целью повышения продуктивности растений местного агроэкотипа.
6. В конкурсном сортоиспытании дать комплексную хозяйственно-биологическую оценку в динамике онтогенеза морфофизиологическим типам селекционных линий.
7. На основе корреляционно-регрессивной зависимости урожайности с факторами внешней среды определить отзывчивость созданных сортов на благоприятные гидротермические условия произрастания, зависимость зерновой продуктивности растений при действии засушливых условий, в том числе экстремально засушливых в разные периоды вегетации.
8. Определить реакцию перспективных селекционных сортов на густоту продуктивного стеблестоя, сроки посева, бактериальные и минеральные удобрения, гербициды в связи с урожайным потенциалом и реализацией его в гидротермических условиях местной зоны.
9. Дать оценку потенциальным способностям созданных сортов по хозяйственно-биологическим показателям на основе зонального и производственного испытания.
Успешная селекционная работа по нуту может вестись только в том случае, если правильно разработана модель сорта на перспективу с учётом складывающихся погодных условий и требований производства. Модель сорта – это научный прогноз, показывающий, каким сочетанием признаков должны обладать растения, чтобы обеспечить заданный уровень продуктивности, устойчивости и других требуемых производством качеств, на это указывали в своих работах В.А. Кумаков (1985), А.П. Лаханов (1997), А.А. Жученко (2001).
На зернобобовых культурах исследований по разработке принципов моделирования будущего сорта крайне мало, в основном это относится к гороху. Разработкой занимались В.В. Хангильдин (1978), А.М. Вербицкий (1995), А.И. Зубов (1997), А.А. Лысенко (2008) и др. По нуту модель сорта была разработана В.В. Балашовым в 1986 году и Н.И. Германцевой в 2001 году.
Обоснование оптимального агроэкотипа предусматривает знание почвенно-климатических ресурсов региона, распространение наиболее опасных вредителей и болезней, методов создания экспериментального материала, отбора нужных генотипов.
При разработке модели сорта для условий Нижнего Поволжья был проведён анализ конкурсного сортоиспытания за 28 лет (1980…2008 гг.).
Параметры модельного сорта для условий Нижнего Поволжья. Селекция нута в Волгоградской ГСХА началась с изучения коллекции ВИРа, которая насчитывала 220 сортообразцов из 32 стран мира и всех регионов СССР, где возделывался нут. В результате 3-х летнего изучения по биологическим и морфологическим признакам были выделены 16 образцов, которые в последствии явились родоначальниками новых сортов волгоградской селекции.
С 1967 года впервые ежегодно начали проводить скрещивания родительских пар по 25 – 30 комбинациям, отборы элитных растений с 1969 года. Основным был метод многократного индивидуального отбора с раздельным высевом семян от каждого выделенного гибридного растения вплоть до получения константного потомства. Многие хозяйственно-ценные признаки обуславливаются небольшим числом генов, что позволяло выделить гомозиготные формы уже в первых поколениях.
В одной из комбинаций сорт Юбилейный х к–249 Афганистан в 1974 году было отобрано элитное растение, размножено и передано в Государственное сортоиспытание под названием Волгоградский 5. За годы сортоиспытания на Новоаннинском госсортоучастке (1980 – 1982 гг.) при урожайности 2,18 т/га он превысил стандарт сорт Юбилейный на 0,23 т/га. В 1980 году его урожайность достигла 3,03 т/га. В 1983 году он был районирован по Нижневолжскому региону. Сорт среднепоздний, в подзоне светло-каштановых почв вегетационный период составлял 83…85, в чернозёмной зоне – 102…105 суток.
Недостатком этого сорта являлась его позднеспелость, неравномерное созревание, при выпадении осадков в период созревания отмечалось повторное отрастание. Для зоны каштановых почв, где нут должен занять основные площади, назрела необходимость создать более скороспелые сорта, которые лучше используют запасы осеннее-зимне-весенней влаги.
В 1985 году в Государственное сортоиспытание был передан более скороспелый сорт Волгоградский 10. Длина вегетационного периода 70 – 82 суток. Созревал раньше Волгоградского 5 на 7 – 10 суток. За годы сортоиспытания на Новоаннинском ГСУ за 1986 – 1988 гг. урожайность составила 2,69 т/га, что выше стандартного сорта Волгоградский 5 на 0,31 т/га. Максимальный урожай здесь получен в 1988 году – 3,16 т/га. В 1991 году он был районирован по Нижневолжскому региону, а также в Казахстане, в Молдавии и Украине. Особенно следует отметить достаточно высокую стабильность урожаев этого сорта и его более высокую засухоустойчивость. В годы сильнейших засух (1984 и 1986 гг.), сорт Волгоградский 10 по урожаю зерна превысил стандарт более чем на 40%.
Новые сорта нута по продуктивности уже могли конкурировать с горохом на чернозёмных почвах. Так, на Новоаннинском ГСУ Волгоградской области в среднем за 3 года (1991 – 1993 гг.) Волгоградский 10 превысил районированный сорт гороха Неосыпающийся 1 на 0,71 т/га (табл. 1).
Таблица 1 - Урожайность гороха и нута на Новоаннинском ГСУ Волгоградской области, т/га
| Культура | Сорт | Годы | |||
| 1991 | 1992 | 1993 | Среднее | ||
| Нут | Волгоградский 5 | 1,87 | 2,23 | 1,64 | 1,91 |
| Волгоградский 10 | 2,14 | 2,66 | 1,85 | 2,22 | |
| Горох | Неосыпающийся 1 | 1,38 | 1,47 | 1,67 | 1,51 |
| НСР 05 | | 0,16 | 0,15 | 0,12 | |
В зоне светло-каштановых почв горох почти не высевается, так как в сильно засушливые годы он был низкорослым и убрать его комбайном практически невозможно. В опытах, проведённых в учхозе «Горная Поляна» в среднем за 4 года гороха собрали по 0,48 т/га, а нута – 0,99 т/га.
В 1991 году в Государственное сортоиспытание был передан сорт Приво 1, который отличался дружным цветением и созреванием. По данным Еланского, Новоаннинского, Дубовского ГСУ в среднем за 3 года сорт Приво 1 превысил Волгоградский 10 на 0,12 – 0,18 т/га, созревал на 2 – 4 суток раньше.
Современному сельскохозяйственному производству требуются сорта зернобобовых культур с высокой потенциальной продуктивностью, стабильной урожайностью, высоким качеством продукции, хорошей технологичностью. В связи с этим селекционные программы должны предусматривать исследования, направленные на улучшение ряда количественных признаков или косвенно влияющих на общую продуктивность (Н.М. Чекалин, 1982).
В получении высоких урожаев большое значение имеет продолжительность вегетационного периода. Оптимальная его продолжительность позволяет сорту наилучшим образом использовать почвенно-климатические ресурсы зоны и в максимальной степени избегать отрицательного влияния неблагоприятных условий.
Продуктивность растений тесно коррелирует с высотой растений. По данным конкурсного сортоиспытания (1980 – 2008 гг.) коэффициент корреляции урожайности с высотой растений составил r = +0,689. В засушливые годы высота растений хотя и сокращалась у всех сортов, но благодаря повышенной адаптивности у более засухоустойчивых, она снижалась в меньшей степени.
В формировании и получении высоких урожаев большое значение принадлежит листовой поверхности. По данным А.А. Корнилова (1974), между уровнем урожая зернобобовых культур и площадью листьев существует положительная коррелятивная связь.
Многие исследователи указывают на связь продуктивности растений и фотосинтеза. Этой проблеме посвящены работы отечественных и зарубежных ученых (А.А. Ничипорович, 1972; А.П. Лаханов, 1978; А.С. Образцов, 1981).
Антоциановая пигментация растений представляет несомненную ценность для селекции, будучи связана с рядом физиологических свойств, имеющих определенную хозяйственную значимость (Р.Х. Макашева, 1973).
Урожайность обусловлена числом плодоносящих растений на единицу площади и продуктивностью растений. Выявлению связи между элементами продуктивности и урожайностью, выяснению влияния каждого признака на продуктивность посвящено множество работ (В.Х. Хангильдин, В.В. Хангильдин, 1975; В.В. Балашов, 1986; Н.М. Вербицкий, 1990; Н.И. Германцева, 2001).
В нашей работе предпринята попытка создать модель сорта нута на перспективу для сухостепной и полупустынной зоны Нижнего Поволжья с использованием 45-летних экспериментальных данных волгоградской селекции.
Соединить в одном сорте все наиболее ценные свойства и признаки представляется очень сложной задачей. Поэтому приходится стремиться к тому, чтобы во вновь выводимых сортах были максимально выражены, в первую очередь, главные, самые существенные из них, такие как урожайность, приемлемая для зоны продолжительность вегетационного периода, засухоустойчивость и пластичность, уборочная густота, продуктивность и озернённость растений, высокое качество зерна.
С учетом научно-обоснованных оптимальных параметров по основным количественным признакам предлагается модель сорта нута для дальнейшего совершенствования селекционной работы с этой культурой (табл. 2).
Таблица 2 - Параметры сорта Волгоградский 10 и модели сорта, рассчитанные на реально возможный урожай в засушливой зоне каштановых почв
Нижнего Поволжья
| Показатели | Волгоградский 10 | Модель сорта |
| Урожайность, т/га: | ||
| В благоприятные годы | 3,0 | 3,5 |
| В острозасушливые годы | 0,6 | 1,0 |
| Масса 1000 зерен, г | 250 | 270 |
| Продуктивность растения | ||
| Бобов на растении, шт. | 22 – 24 | 25 – 26 |
| Семян в бобе, шт. | 1,1 – 1,2 | 1,1 – 1,2 |
| Содержание белка, % | 23 – 24 | 24 – 25 |
| Вкусовые качества, баллы | 5 | 5 |
| Высота растений, м | 0,50 – 0,55 | 0,56 – 0,60 |
| Высота до 1 боба, м | 0,25 – 0,27 | 0,25 – 0,27 |
| Ветвистость, шт. | 2 – 3 | 2 – 3 |
| Растений перед уборкой, шт./м2 | 37 – 41 | 41 – 45 |
| Продолжительность периодов, суток | ||
| всходы – полная спелость | 71 – 77 | 72 – 77 |
| всходы – цветение | 36 – 39 | 35 – 37 |
| цветение – созревание | 35 – 38 | 37 – 40 |
| Устойчивость к болезням, балл | ||
| Аскохитоз | 4,5 | 4,7 |
| Фузариоз | 4,3 | 4,5 |
| Устойчивость к осыпанию, балл | 5,0 | 5,0 |
Исходя из приведенных параметров, для зоны каштановых почв Нижнего Поволжья целесообразно выведение новых скороспелых сортов по продолжительности вегетационного периода близких к стандартному сорту Волгоградский 10 с более высоким уровнем продуктивности и крупносемянности.
Исходный материал. Результаты селекционной работы в значительной степени определяются характером исходного материала, степенью его изученности, на это ссылались в своих работах Е.Е. Малинина, К.В. Ливанов (1959); В.В. Балашов (1986); С.В. Булынцев (1999); Н.И. Германцева (2001). Основным источником культурных растений является мировая коллекция ВНИИРа им. Н.И. Вавилова.
Коллекция нута, изучавшаяся с 1964 по 2008 гг., представлена коллекционными образцами из многих стран мира различных континентов, имеющая большие наследственные различия по важнейшим признакам и свойствам. За 45 лет селекционной работы с нутом в Волгоградской ГСХА, по морфологическим признакам и биологическим свойствам, проведена оценка свыше 1100 сортообразцов из 35 стран мира. Этим разнообразием обусловлена биологическая разнокачественность коллекционного материала, которая давала возможность широкого подбора родительских пар для скрещиваний по разным направлениям селекционной работы (табл. 3).
Таблица 3 - Биологические и хозяйственные показатели, привлечённых к
скрещиванию сортообразцов нута, среднее за 1997 – 1999 гг.
| № по каталогу ВИРа | Происхождение, сорта | Масса зерна с растения, г | Период вегета- ции, сут. | Масса 1000 зерен, г | Кол-во зерен в бобе, шт. |
| | Волгоградский 10 | 12,8 | 76 | 253 | 1,14 |
| 1286 | Высокорослый 30 | 13,0 | 77 | 252 | 1,15 |
| 1934 | Индия | 13,6 | 80 | 236 | 1,53 |
| 2041 | Португалия | 14,1 | 83 | 300 | 1,13 |
| 2058 | Португалия | 17,8 | 81 | 400 | 1,16 |
| 2060 | Австралия | 15,9 | 83 | 521 | 0,99 |
| 2061 | Индия | 13,5 | 83 | 249 | 1,49 |
| 2072 | Афганистан | 13,7 | 78 | 273 | 1,12 |
| 2075 | Афганистан | 14,1 | 78 | 338 | 1,35 |
| 2076 | Афганистан | 12,5 | 76 | 402 | 1,08 |
| 2117 | Алжир | 15,1 | 82 | 382 | 1,22 |
| 2122 | Алжир | 14,1 | 83 | 395 | 1,43 |
| 2123 | Алжир | 14,0 | 82 | 358 | 1,12 |
| 2125 | Алжир | 18,4 | 85 | 288 | 0,98 |
| 2137 | Алжир | 24,3 | 82 | 353 | 0,73 |
| 2179 | Болгария | 14,1 | 82 | 199 | 1,49 |
Были привлечены образцы, обладающие повышенной продуктивностью, к–2058 (Португалия) и к–2125, к–2137 (Алжир). По скороспелости выделялись образцы из Афганистана. По массе 1000 семян все образцы были на уровне или крупнее стандарта, за исключением образца из Болгарии.
Гибридизация – основной метод создания исходного материала. В современных условиях отбор готовых форм из сортообразцов коллекции ВИРа имеет ограниченное значение, так как в новых сортах требуется совмещать такие признаки и свойства, которые отсутствуют в имеющейся коллекции. Совмещение признаков и свойств в одном организме возможно при использовании гибридизации и позволяет формировать, благодаря различному сочетанию генов родительских сортов, растения с новыми признаками и свойствами.
Цветки у нута очень мелкие и работа по гибридизации трудная и кропотливая. Нами были проведены специальные исследования по выявлению, возможности получения гибридных семян без кастрации цветка, а также использование соломины злаковых трав для опыления (табл. 4).
Таблица 4 - Завязываемость бобов в зависимости от метода скрещивания, %
| Годы | С кастрацией | Без кастрации | Опыление соломиной |
| 1997 | 38 | 43 | 54 |
| 1998 | 10 | 14 | 19 |
| 1999 | 29 | 37 | 41 |
| Среднее | 26 | 31 | 38 |
Больше всего бобов, в среднем за три года, 38% завязывалось на варианте без кастрации цветка и опылении соломинкой, проведение кастрации цветков и затем опыление снижало завязываемость бобов на 12%. В некоторых случаях семена завязывались в результате самоопыления и выявить это можно только во втором поколении. Поэтому опыление некастрированных цветков возможно лишь в случае наличия маркерных признаков.