Теоретические и прикладные аспекты изучения селекционной ценности генофонда зерновых колосовых культур в аридных условиях нижнего поволжья

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4 5

Изучаемые образцы яровых зерновых культур нами были разделены на группы спелости. Наибольшую урожайность имели среднеспелые и среднепоздние образцы.

Продолжительность периода «всходы – созревание» у сортообразцов яровых культур в наших опытах также изменялась по годам, причем наибольшей она была в 2004, 2005, 2008 годах, летние осадки вызывали удлинение этого периода.

К раннеспелым (77-79 дней) и среднеспелым (80-83 дня) относится большинство Эфиопских сортов, а также образцы из Алжира, Ливии, Марокко, Египта, Кении, ЮАР, Мексики, Бразилии, Казахстана, Непала, Воронежской области, Украины, Саратовской области, 8 образцов из Московской и Тюменской области. Отмечено, что наименьший период «всходы-созревание» ячменя была у образцов из Финляндии Jnari, Швеции Joubi, Франции Pirania, (St Южный-68 дн.) у овса из Франции сорт Madona, Чехии - Pan, и Veles, Польши - Ursus. У стандартного сорта Льговский 1026, как и у других сортообразцов Российского происхождения этот период составил 86 дней, т.е. на 10 дней длиннее.

оссийской Федерации

Характеристика изученных сортообразцов по хозяйственно ценным признакам На каждом этапе органогенеза у растений развиваются определенные элементы структуры урожая, определяющие в конечном итоге урожайность культуры в целом (Стихин, Денисов, 1977).

Величина урожая зерна и вегетативной массы - это интегральный показатель продуктивности зерновых и зернофуражных культур. Главные элементы продуктивности зерна - число продуктивных стеблей с определенной площади и масса зерна с одного колоса. Последний признак складывается из длины колоса, числа колосков и зерен в колосе, массы 1000 зерен и находится в прямой зависимости от количественного выражения каждого их них.

Продуктивная кустистость Важнейшим элементом структуры урожая является число плодоносящих стеблей на единицу площади, определяемое двумя величинами – числом растений на единице площади и их продуктивной кустистостью.

Лучшими сортообразцами по количеству плодоносящих стеблей на 1 м²были Германские, Французские - 280 шт./ м², Кемеровские и Тюменские – 270 шт./ м², Алжирские, Чешские - 250-300 шт./м². В среднем у яровой пшеницы на 1 м² формировалось 280 шт. продуктивных стеблей (при 50% всхожести), а у стандартного сорта Альбидум 28 – 236 шт./ м², у ячменя и овса – 280 шт./м² при этом у стандартных образцов этот показатель равен 273 шт./м².

Оптимальное соотношение продуктивной кустистости и массы зерна было у следующих образцов: Зерноградец 707, Сокол (Россия), Adora (Франция), Ursus (Польша), ЛОС-3 (Курская обл.), Ангарида (Красноярский край), Саратовская 39, Саратовская 64 (Саратовская область), Грекум V-505 (Самарская область), Фора (Курганская область), Манна-2 (Красноярский край); Канада (AC Karma); Алжир (К-58018, К-58054, К-61019); Индия (Sarojini), ЮАР (К-64131), Лира 98 (Хабаровский край), Воронежская 10, Воронежская 14 (Воронежская область), АН-34, Ностальгия, Салимовка (Кемеровская область), Ростань, Виза (Белоруссия), Речка, СКЭНТ-5, Тюменская, Ильменская, СКЭНТ-1 (Тюменская область), Madona (Франция), Phonix, Brenda (Германия), Алга (Литва).

Длина, плотность колоса и число колосков Длина колоса и число колосков в колосе считаются устойчивыми сортовыми признаками.

В наших опытах длина и плотность колоса, а также число колосков в нем в среднем по коллекции изменялась в зависимости от условий года. Наибольшей длиной колоса изучаемые образцы яровой пшеницы характеризовались в 2004, 2005, 2008 гг. (в среднем 9,56, 9,84 и 9,27 см, соответственно), а наименьшей - в сильно засушливых 2007, 2002 годах (7,85 и 7,76 см). Плотность колоса у них была в засушливые годы большей, а число колосков меньшим.

Длина колоса у образцов ярового ячменя в засушливые годы в среднем по коллекции составляла 8,53 см, в более благоприятные по увлажнению годы этот показатель был равен от 8,84 до 9,14 см. У сортообразцов овса наибольшая длина колоса была в 2004, 2008 годах, а наименьшая в 2007 (22,5 см, 21,4 см соответственно). В целом у образцов ячменя и овса, различающихся по происхождению большого варьирования этого признака не наблюдалось.

Рис. 4. Варьирование длины главного колоса и числа колосков в нем у сортов яровой пшеницы

Число колосков в колосе было наибольшим у образцов Kenya 328 (К-62112 Кения) – 20 шт., SST-23 (К-64138 ЮАР), Bacanora 88 (Мексика К-64402), Синди-3 (К-28189) из Эфиопии и Коммунар (Краснодарский край), Long 94-4083 (Китай), Тулайковская Золотистая (Самара), Nepal 251 (Непал) - 19 шт., а также образцы Саратовская 64 (Саратовская область) и Кутулукская (Самарская область), Уйская (Казахстан), АН-34 (Кемеровская область) – число колосков в колосе которых составило 18 шт. Среди образцов с плотным колосом (плотность больше 8) наибольшим числом колосков и наибольшей стабильностью данного показателя по годам обладали образцы Юго-Восточная 4 и Саратовская 64 из Саратовской области, Тулунская 12 (Самарская область), Памяти Рюба (Челябинская область), ВТ-Schomburgk (Австралия), Ильменская, СКЭНТ-1 (Тюменская область). У ячменя наибольшим числом колосков в колосе – Sega (Дания), Adora (Франция), Brenda (Германия), у овса - Pan, Veles (Чехия), Алтайский крупнозерный (Алтайский край), Madona (Франция).

Рис. 5. Варьирование длины главного колоса и числа колосков в нем у сортов ячменя

Рис. 6. Варьирование длины главного колоса и числа колосков в нем у сортов овса

Число зерен в колосе Число зерен в колосе (озерненность колоса) имеет важное значение при отборе на продуктивность и является предпосылкой высокого урожая. Данный показатель определяется как генетическими особенностями сорта, так и условиями среды.

Озерненность главного колоса у сортообразцов яровых зерновых колосовых культур варьировала в зависимости от года исследований. Наибольшим числом зерен в колосе отличались образцы пшеницы: из Марокко, ЮАР и Египта (35 шт., 33 шт., 32 шт., соответственно), ячменя – из Германии, России – 25 шт., Нидерланды – 20 шт., овса – Франции -35 шт., Литвы – 32шт.

Максимальное число зерен в главном колосе было у сортообразцов: Ry-5 (ЮАР), Mabrouk (Египет), Марокко (К-67818), SST-23 (ЮАР), Иртышанка 10 (Омская область), Росстань (Белоруссия), Удача (Новосибирская область), Тюменская, Биора (Тюменская область), Annapurna 4 (Непал), давшие в среднем за 7 лет более 30 зерен в главном колосе. Однако наиболее стабильным по годам данный показатель был у Pirania, Adora (Франция), Brenda (Германия), Veles (Чехия), Sakna 80 (Египет), Elrina (ЮАР), АЦПГ S. cereale (линия 12) (Московская область), Ry-3 (ЮАР), Альбидум 43 (Саратовская область), Алга (Литва), Madona (Франция), Phonix (Германия).

В наших исследованиях было установлена сильная взаимозависимость озерненности с массой зерна с колоса (r=0,74).

Масса 1000 зерен Масса 1000 зерен зависит от температуры воздуха в период от колошения до восковой спелости. Повышенная температура приводит к уменьшению массы 1000 зерен. Недостаток в почве воды приводит к уменьшению размеров зерна. Нами было установлено варьирование массы 1000 зерен у изучаемых сортообразцов яровых зерновых колосовых культур.

В среднем за 7 лет масса 1000 зерен составила у лучших сортообразцов пшеницы - 33,2г, ячменя –32,6 г, овса – 25,4 г. В 2007 году, когда имела место весенне-летняя засуха, действующая в период налива зерна, масса 1000 зерен в среднем по коллекции пшеницы составила 29,7г; ячменя – 30,1; овса – 18,4. В наиболее благоприятные 2005 и 2008 годы масса 1000 зерен оказалась равной 35,4г, 34,5г (соответственно) (рис. 7,8,9).

Рис. 7. Варьирование массы 1000 зерен у сортообразцов яровой пшеницы

Рис. 8. Варьирование массы 1000 зерен у сортообразцов ячменя

Рис. 9. Варьирование массы 1000 зерен у сортообразцов овса

Среди изученных образцов наибольшее значение массы 1000 зерен показали следующие: Мирный (Курская обл.), Синельник (Украина), Pan (Чехия), Алга (Литва), Sega (Дания), Аdora, Madona (Франция), Пастбищный (Россия), IW 562 (Австралия), АЦПГ Aе. оvata (линия 14) (Московская область), из Алжира (К-58018), Китай (Xin Ke Han 9), Эфиопии (К-19296), RAC 610 (Австралия), Саратовская 62 (Саратовская область), Дехонг, Сенбал 1 (Южная Корея), Ан-34, Маринка (Кемеровская область), Латона, СКЭНТ-5 (Тюменская область), Обская 4 (Новосибирская область), К-85880 (Ливия), Bohouth-6 (Сирия), Annapurna 4 (Непал), Long-94-4081 (Китай), BT-Schonburgh (Австралия), Roller (Мексика).

Корреляционный анализ показал, что масса 1000 зерен практически линейно связана с массой зерна с колоса (r = 0,87), что может позволить селекционеру вести отбор по массе главного колоса и значительно сэкономит затраты на обмолот.

Связь массы 1000 зерен с длиной вегетационного периода невелика. Наиболее связан с ней период «колошение - созревание», когда происходит налив зерна. Эта связь положительна и в благоприятные годы, и в годы с частичной летней засухой. Отрицательной эта связь оказалась в засушливые годы, так как условия этих лет на протяжении всей вегетации оказались не благоприятными, тем более в межфазный период «колошение - созревание», когда практически не было осадков, а температура воздуха достигала +40⁰С.

Масса зерна с колоса Повышение продуктивности колоса – основная и неотъемлемая часть проблемы повышения урожая. Образцы, характеризующиеся большим числам крупных зерен в колосе, отличаются и повышенной продуктивностью.

Максимальное значение массы зерна с колоса в наших опытах составило в среднем по коллекции 1,3-1,2 г в относительно благоприятные годы, и 0,7-1,1 г - в засушливые годы.

Наибольшая масса зерна с колоса, в среднем, за 7 лет отмечена у следующих сортообразцов: № 925 (Алжир), Саратовская 68, Эстиверм 155 (Саратовская область), Корнеевка (Челябинская область), Buck Atlantico (Аргентина), Тулунская 12 (Иркутская область), Коммунар (Краснодарский край), АЦПГ Aе. оvata (линия 14) (Московская область), МG-37254 (Эфиопия) (1,5 г); К-67818 (Марокко), Mashandide (ЮАР), Banshi 382-1 (Индия) (1,4 г); № 618 (Алжир), К-68300 (Египет) (1,3 г); Алга (Литва) (1,2 г), Brenda (1,2), Henni (1,0) (Германия); Madona (Франция), Pan (Чехия) (1,4 г).

Масса зерна с единицы площади Создание сортов зерновых культур с максимально высоким уровнем продуктивности – главный критерий эффективности любой селекционной работы. Результаты семилетних исследований показывают, что наиболее урожайными сортообразцами были Грекум V-505, Корнеевка, Саратовская 39, Саратовская 42, Саратовская 58 SST-23 , К-68800, IW 562, Kenya 328, Коммунар, Ирменка 4, Обская 14, Виза, Речка, Сурента 3, Сурента 5, СКЭНТ-5, Тюменская, Ильинская, СКЭНТ-1, Cara, Sasia, Roller, RAC-610, Long 94-4083, BT-Schomburgk, Nepal-251, Алга, Brenda, Phonix, Madona, Adora, Pan, Ursus, Сокол, Сонет, Veles. (Рис. 10,11,12).

Таким образом, наиболее урожайными в аридных условиях Нижнего Поволжья являются образцы, имеющие высокую массу зерна с колоса, и их следует использовать при селекционной работе в качестве исходного материала.

Рис. 10. Урожайность сортообразцов яровой пшеницы

Рис. 11. Урожайность сортообразцов ячменя

Рис. 12. Урожайность сортообразцов овса

Глава 5. СЕЛЕКЦИЯ НА КАЧЕСТВО ЗЕРНА ЯРОВЫХ ЗЕРНОВЫХ КОЛОСОВЫХ КУЛЬТУР

Содержание белка в зерне Качество зерна генотипически обусловленный признак и зависит, в первую, очередь от сортовых особенностей культуры (Жученко, 1980). При оценке сортов необходим многосторонний подход, учитывающий полный цикл выращивания и переработки, позволяющий установить качество данного сорта (Kandera, 1988; Kloepper, Lifshitr, Lablotowicrz, 1989).

Лимитирующими признаками производства зерна высокого качества были и остаются содержание белка и клейковины, уровень которых в высокой степени зависит от минерального питания растений.

Многими исследователями установлено, что наиболее высокая белковость наблюдается в районах с сухим и континентальным климатом (в том числе Астраханская область).

На основании анализа лучших по продуктивности сортообразцов яровых пшениц установлено, что содержание белка значительно варьировало: от 14,3% до 20,5%, а лизина в белке - от 1,82% до 2,66%. Нами выделены высокобелковые образцы, а именно (номера каталогов ВНИИР): К-19611; К-19296; К-61440, Buck Atlantico (в среднем 18,4%), Саратовская 64 (18,7%), Саратовская 68 (18,5%), SST-23, RAC 610 (18,6%), Актюбе 39 (18,6%), СКЭНТ-5 (18,7%), К-51049 (1,88%), К-64018 Ливия (18,8%), Roller (18,7%), Chom 6 (18,8%), которые включены в селекционный процесс. В среднем, за годы исследований содержание белка колебалось от 17,3 до 24,1%.

Многолетними наблюдениями и исследованиями установлено, что в среднем за семь лет содержание белка в зерне ячменя, изменялось от 16,2 до 22,7%, у овса от 9,6 до 15,7%. Лучшими были Алга, Зерноградский 584, Балтика, Сонет, Adora, Pirania, Jabora, Brenda, Henni – яровой ячмень; Phonix, Ursus, Pan ,Veles, Madona – яровой овес.

Хлебопекарные свойства пшеницы По хлебопекарным качествам сорта пшеницы подразделяют на три группы: сорта сильной пшеницы (твердозерные), средней силы (филеры) и слабой. Первые характеризуются высоким содержанием белка (не менее 14 %) и клейковины (не менее 23%).

В наших исследованиях стекловидность варьировала в зависимости от сортовых особенностей от 42 до 96%. Высокая стекловидность нами отмечена в 2002, 2007 годах, (88-92%) а в 2008 и 2004 годах стекловидность снижалась до 40% из-за выпавших дождей во время налива зерна. Следует отметить такие сорта, как Buck Atlantico, Саратовская 69, Лютесценс 503, Памяти Рюба, Ирменка 4, Алтайская 325, Обская 14, Maimun, Prointa Calidad и другие, которые имели стекловидность зерна от 88% до 92%. Стекловидность зерна у стандарта Альбидум 28, в среднем, составила 87%.

Общий выход муки является одним из наиболее важных мукомольных достоинств пшеницы. В ВНИИР принята следующая классификация выхода муки при размоле на мельнице «Квадрумат Юниор» высоким и со средним выходом муки. Высоким выходом муки (более 70%) обладали сортообразцы: Buck Atlantico, Саратовская 66, Лютесценс 503, Актюбе 39, Салимовка, Printa, Elita, RAC-610, Ирменка 4, СКЭНТ-5, Roller, BT-Schomburgh и другие, а у стандартного сорта Альбидум 28 данный показатель равен 68%. Вышеуказанные сорта можно рекомендовать селекционерам в качестве нового исходного материала в селекции на мукомольные качества.

Наиболее полно хлебопекарные свойства пшеницы характеризует пробная выпечка. Основными показателями качества хлеба является его объем и пористость. Объем хлеба у изученных сортообразцов яровой пшеницы варьировал от 480 до 571 см³, что относит их к высокому классу.

Из 58, проанализированных по хлебопекарным качествам, сортообразцов, 28 - отнесены к группе пшениц с высокими хлебопекарными качествами, объем хлеба которых превышал 550 см³.

Данные выпечки позволили нам выделить наиболее ценные сортообразцы по хлебопекарным качествам: Саратовская 68, Саратовская 62, Саратовская 64 (Саратовская область), Фора (Курганская область) Коммунар (Краснодарский край), IW 562 (Австралия), Chom 6 (Сирия), Салимовка (Кемеровская область), К-61015 (Алжир), Ирменка 4, Обская 14 (Новосибирская область), Актюбе 39 (Казахстан), SST-23 (ЮАР), RAC 610 (Мексика), Long 94-4081 (Китай), Printa Elita (Аргентина), Латона (Тюменская обл.), у которых объем хлеба превышал 550 см³.

Таблица 6 – Лучшие сортообразцы яровой пшеницы, по хлебопекарной оценке (ПНИИАЗ, 2002-2008 гг.)

Происхождение	Название сорта	Хлеб
Происхождение	Название сорта	Объем на 100 г муки, см³	Пористость, балл	Общая хлебопекарная оценка, балл
Саратовская обл.	Саратовская 62	571	5	5,5
ЮАР	Sakna 8	565	4	5,3
Кения	К-61006	568	5	5,2
Австралия	IW 562	569	5	5,5
Краснодарский край	Коммунар	570	5	5,4
Сирия	Chom 6	568	4	5,2
Алжир	-	570	5	5,4
Ливия	-	560	5	5,4
Тюменская обл.	Латона	555	5	5,3
Курганская обл.	Фора	560	5	5,4
Мексика	Roller	668	4	5,2
Австралия	BT-Schomburgh	555	5	5,3
Казахстан	Актюбе 39	571	5	5,5
Сирия	Maimun	555	5	5,3
Китай	Long 94-4081	571	5	5,5
Аргентина	Prointa Calidad	569	5	5,5
Аргентина	Prointa Elita	570	5	5,4
Кемеровская обл.	Салимовка	568	4	5,2
Новосибирская обл.	Ирменка 4	571	5	5,5
ЮАР	SST-23,	554	5	5,4
Мексика	RAC 610	556	5	5,5

Blog

Теоретические и прикладные аспекты изучения селекционной ценности генофонда зерновых колосовых культур в аридных условиях нижнего поволжья

Chom 6

-

-

Латона

Фора

Roller

BT-Schomburgh

Актюбе 39

Maimun

Long 94-4081

Prointa Calidad

Prointa Elita

Салимовка

Ирменка 4

SST-23,

RAC 610