Оценка исходного материала и создание сортов двукисточника тростникового (Phalaroides Arundinacea (L.) Rausch.) в условиях севера Томской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук

Оценка исходного материала и создание сортов двукисточника тростникового (Phalaroides Arundinacea (L.) Rausch.) в условиях севера Томской области

06.01.05 «Селекция и семеноводство сельскохозяйственных растений»

Ложкина Ольга Васильевна

Новосибирск - 2012

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы. Производство продуктов животноводства в Сибири неразрывно связано с повышением уровня производства кормов, расширением ассортимента, улучшением их качества и сбалансированностью рационов животных. Кормопроизводство требует внимания к технологиям возделывания и заготовки кормов, улучшению естественных кормовых угодий, к видовому и сортовому составу кормовых культур (Макарова, 1965).

Многолетние кормовые травы обладают рядом полезных свойств. С одной стороны они могут использоваться как грубые, витаминизированные, обезвоженные, зеленые корма, с другой - они выполняют агротехническую функцию, обогащая почву органическим веществом, улучшают её фитосанитарное состояние (Гончаров, 2003).

В условиях таежной зоны Томской области наиболее урожайными из злаковых трав, обладающими высокой устойчивостью к суровым условиям перезимовки, грибным болезням и полеганию, являются тимофеевка луговая, овсяница луговая и тростниковидная, ежа сборная, кострец безостый, двукисточник тростниковый (Соснин, 1978). Но благодаря своим биологическим особенностям (мощная корневая система, способность к вегетативному возобновлению, засухоустойчивость, морозо- и зимостойкость) двукисточник тростниковый имеет наибольшее распространение.

Актуальность данной работы определяется необходимостью создания новых высокоурожайных сортов двукисточника тростникового с целью улучшения обеспеченности животноводства кормами.

Цель исследований - изучить коллекционные образцы в качестве исходного материала, вовлекаемого в селекционный процесс и создать новые сорта двукисточника тростникового для таежной зоны Томской области.

Задачи исследований:

1. Изучить коллекцию образцов двукисточника тростникового по различным хозяйственно-ценным признакам.

2. Выявить источники ценных признаков для создания новых сортов.

3. Создать новый селекционный материал, провести оценку и отобрать перспективные образцы.

4. Создать новые сорта двукисточника тростникового для таежной зоны Томской области, обладающие комплексом хозяйственно-полезных признаков.

Научная новизна. В данной работе впервые проведена комплексная оценка 515 коллекционных образцов двукисточника тростникового в условиях таежной зоны Томской области. Наиболее ценные из них выделены в качестве исходного материала для селекции применительно к местным суровым природно-климатическим условиям. Созданы два сорта и перспективные образцы для дальнейшей селекции.

На защиту выносятся основные положения:

1. Результаты оценки местных и селекционных сортов и дикорастущих образцов двукисточника тростникового по основным хозяйственно-полезным признакам, в коллекционных питомниках.

2. Принципы подбора родительских форм для создания пластичного гибридного материала с повышенной адаптивностью.

3. Методы создания высокоурожайных сортов двукисточника тростникового для суровых условий севера таежной зоны Томской области.

4. Новый селекционный материал двукисточника тростникового, обладающий повышенной адаптивностью, пригодный к выращиванию в других регионах.

Практическая значимость работы. Выявлены источники основных селекционных признаков и свойств. Отобраны образцы с высокой урожайностью кормовой массы и семян, обладающие повышенной устойчивостью к неблагоприятным факторам. Созданы перспективные популяции, переданные в Государственное сортоиспытание. Сорт Витязь внесен в Госсреестр в 1998 году, сорт Богатырь в 2010 году.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на: заседании объединенного научного и проблемного совета по растениеводству, селекции, биотехнологии и семеноводству СО Россельхозакадемии «Селекция сельскохозяйственных культур на устойчивость к абиотическим и биотическим стрессам» (Барнаул, 2008); на заседании Ученого совета ГНУ СибНИИСХиТ 04.12.2010 (Томск).

Публикации результатов исследований. По результатам научных исследований, изложенных в диссертации, опубликованы 5 научных работ, в том числе 4 в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Представленная работа является составной частью научно-исследовательских работ, выполняемых в рамках Государственной программы. Номер государственной регистрации темы 04.17.01.06 11Н1.

Автор выражает глубокую благодарность докт. биол. наук Н. Н.Терещенко, канд. с.-х. наук М.Л. Пузыревой за консультации при подготовке диссертации, всем сотрудникам Нарымского отдела ГНУ СибНИИСХиТ, оказавшим помощь и поддержку.

2. Обзор литературы

В главе приведен обзор литературы по истории возделывания, морфологическим, биологическим особенностям, хозяйственно-полезным признакам и свойствам двукисточника тростникового, его географическому распространению и хозяйственному значению. История травосеяния и селекции многолетних трав в Нарымском крае.

3. Условия, материал и методика исследований

Экспериментальная работа проводилась в 1985-2010 гг. в группе селекции многолетних трав Нарымской государственной селекционной станции (ныне Нарымский отдел ГНУ СибНИИСХиТ) в соответствии с тематическим планом. Район исследований относится к северной части таежной зоны Западной Сибири.

Климат Томской области континентальный, отличается значительной сезонной изменчивостью. Среднегодовая температура воздуха отрицательная. Годовое количество осадков 450-590 мм, из них более 300 мм за вегетационный период. Влагообеспеченность сельхозкультур на большей части территории хорошая. Безморозный период по области в целом насчитывает 70-90 дней, а в отдельные годы сокращается до 30 дней.

Почвы опытных участков дерново-подзолистые, кислые, супесчаные по механическому составу. Содержание гумуса в пахотном горизонте не более 2%. Обеспеченность почв питательными веществами в подвижной форме по нитратному азоту низкая, по обменному калию средняя, по подвижному фосфору высокая, РНсол. -- 4,3-4,5 содержание алюминия высокое.

Метеорологические условия за годы исследований отличались большим разнообразием как в зимний период, так и во время вегетации. Влажными и холодными были 1985, 1987, 1997, 2001, 2002, 2007, 2009, 2010 гг.; засушливыми и холодными - 1986, 1988, 1989, 1996, 2008 гг.; засушливыми и теплыми - 1991, 1993, 1994, 1995, 1998, 1999, 2003, 2004, 2005, 2006 гг.; близкими к среднемноголетним показателям по осадкам и температуре воздуха -1990, 1992, 2000 гг. Это позволило оценить селекционный материал на устойчивость к различным неблагоприятным факторам.

Материал, использованный для проведения исследований, был представлен коллекционными образцами ВИРа, других научных учреждений, а также дикорастущими образцами, собранными сотрудниками группы в Томской и других областях, краях и республиках Западной Сибири. За период исследований было изучено пять коллекций двукисточника тростникового.

Исследования проводили в естественных полевых условиях, биохимические анализы - в лаборатории биохимии НГСС.

Изучение исходного материала в коллекционных питомниках проводили согласно методическим указаниям ВИР (1973) в остальных звеньях селекционно-семеноводческого процесса - по методическим указаниям ВИК (1969) и методикам государственного сортоиспытания (1971, 1985, 1989).

Образцы многолетних злаковых трав на первом этапе изучали с вариантами на зеленую массу (сухое вещество) и семена. Стандарт высаживали через 4-6 образцов. Расстояние между поясами 1,3 м. Посев весенний или летний, сплошной с междурядьями 20 см или широкорядный с междурядьями 70 см. Норма высева семян на погонный метр - 0,5-1,0 г при сплошном посеве и 0,3-0,5 г - при широкорядном. Селекционные питомники и питомник поликросса закладывали гнездовым способом с площадью питания 70 х 70 см. Пересадку растений проводили в фазу кущения в период, благоприятный для приживаемости растений. Контрольные питомники высевали на делянках площадью 3 м² (в трехкратной повторности). Питомники конкурсного сортоиспытания на делянках площадью 25 м² (в четырехкратной повторности).

На всех этапах изучения вели фенологические наблюдения. Полные всходы отмечали при 75% появившихся растений, начало отрастания весной с появлением интенсивной окраски, начало отрастания после укосов с появлением и ростом новых побегов и листьев. Отмечали также даты выметывания метелок, начала цветения, массового цветения, созревания семян.

Оценку зимостойкости в коллекционных питомниках проводили полевым методом. Глазомерная оценка перезимовки проводилась весной по пятибалльной системе: 5 - отсутствие следов гибели; 4 - незначительные повреждения; 3 - гибель примерно половины растений; 2 - гибель больше половины растений; 1 - сохранение лишь единичных растений. Зимостойкость в остальных питомниках определяли в процентах осенью и весной.

Учеты поражения грибными болезнями проводили в период максимального их развития. Для определения степени поражения в поле набирали по 25 листьев с каждой делянки, которые затем сравнивали с таблицами шкалы Петерсона и др. (1948).

В коллекционных питомниках оценка поражения проводилась в полевых условиях по глазомерной шкале: 0 - полное отсутствие видимых проявлений болезни; 1 балл - поражено 1-10%; 2 балла - 11-25%; 3 балла - 26-50%; 4 балла - 51-75%; 5 баллов - 76-100% поражения.

Высоту растений (см) при учете на зеленую массу и сухое вещество определяли в фазе массового колошения, при учете на семена - в фазе начала созревания семян. Растения измеряли от поверхности почвы до вершины соцветий в пяти местах. Устойчивость к полеганию определяли в начале цветения и созревания семян глазомерно по пятибалльной шкале. Густоту травостоя в баллах отмечали при полных всходах и перед уходом в зиму, на второй и последующие годы жизни - при отрастании весной и перед уходом в зиму.

Учет урожая зеленой массы проводили в фазу массового колошения. Урожай сухого вещества с делянки устанавливали из урожая зеленой массы по пробному снопу, который отбирали при взвешивании зеленой массы (1000 г) и высушивали в марлевых мешках под навесом до постоянного веса. Облиственность определяли в процентах при анализе пробного снопа путем деления массы листьев на общую массу сухого снопа.

Урожай семян с делянки после обмолота, высушивания и очистки приводили к 100% чистоте и стандартной влажности.

Для биохимической оценки селекционного материала определяли содержание сырого протеина методом Кьельдаля и содержание клетчатки.

Математическую обработку полученных результатов проводили по Б. А. Доспехову (1973) с использованием прикладного пакета программ SNEDEKOR (Сорокин, 2007).

4. Изучение коллекционного материала двукисточника тростникового по хозяйственно-ценным свойствам в условиях севера таежной зоны

4.1 Продолжительность вегетационного и межфазных периодов

Продолжительность вегетационного периода является важным биологическим свойством культурных растений, которое нередко имеет решающее значение при определении их пригодности для хозяйственного использования в конкретном районе. Она у многолетних злаковых трав определяет их вегетативную и семенную продуктивность, характер использования, сроки подкормок.

Различия между образцами по продолжительности вегетационного периода у двукисточника тростникового больше зависят от погодных условий и меньше - от их биологических особенностей. Общая продолжительность периода от начала отрастания до созревания семян изменяется по годам от 70 до 94 дней. За три года изучения коллекции посева 1987 года продолжительность вегетационного периода в среднем составила 87 дней. За четыре года изучения коллекции посева 1990 года продолжительность вегетационного периода изменялась от 70 дней в четвертый год использования до 92 дней в первый год использования. В среднем за 4 года изучения вегетационный период составил 84 дня. За один вегетационный период различия между образцами по срокам созревания не превышают трех дней.

Отсутствие существенных различий между образцами по срокам созревания характерно в наших условиях только для двукисточника. У других видов многолетних злаковых трав (овсяницы, ежи, тимофеевки, бекмании) образцы по срокам созревания могут отличаться на неделю и более. Можно объяснить это тем, что созревают семена двукисточника, как правило, в июле, а в районе исследований в это время наблюдаются самые высокие температуры и белые ночи, что обусловливает почти круглосуточный фотосинтез. В таких условиях высокая интенсивность налива семян приводит к выравниванию сроков созревания у различных образцов.

Наступление той или иной фазы развития зависит от погодных условий года. При жаркой погоде все фазы развития сокращаются, при холодной - удлиняются.

В данной работе рассмотрены три основных межфазных периода: начало отрастания - выметывание метелок, выметывание метелок - начало цветения, цветение - созревание семян. Средние данные по продолжительности вегетационного периода и отдельных его фаз в коллекционных питомниках посева 1985, 1987, 1988, 1990, 1992 гг. за весь период пользования представлены на рис. 1

Рисунок 1 - Продолжительность вегетационного периода по фазам в коллекционных питомниках двукисточника тростникового

Период начало отрастания - выметывание метелок в определенной степени влияет на продуктивность растений. В этот период начинается интенсивная фотосинтетическая работа листового аппарата, идет быстрый рост побегов, развиваются генеративные побеги, формируется потенциальный урожай. Продолжительность этого периода зависит от продолжительности светлой части суток, от температуры и в меньшей степени от количества осадков.

В среднем за три года изучения в коллекции посева 1987 года и за четыре года использования в коллекции посева 1990 года продолжительность периода отрастание-колошение составила 59 дней.

Период выметывание метелок - начало цветения у двукисточника очень короткий, цветение наступает в среднем через неделю после выметывания метелок, но может несколько изменяться (в наших условиях от 4 до 11 дней). Продолжительность этого периода больше зависит от различий между образцами, чем от погодных условий. Начало цветения приходится, как правило, на конец июня, если отрастание наступило в апреле, и на первую - середину второй декады июля, если отрастание отмечено в мае.

Продолжительность периода цветение - созревание зависит как от погодных условий, так и от сортовых особенностей. По годам мы видим изменения длины этого периода в коллекции посева 1987 г. от 12-14 дней в 1989 году до 20-26 дней в 1990 году. В коллекции посева 1990 г. - от 11-14 дней в 1994 году до 16-26 дней в 1991 году.

4.2 Зимостойкость

Снижение густоты после перезимовки наблюдается у небольшого количества образцов. Следует отметить, что зимостойкость многолетних злаковых трав после семенного использования выше, чем после использования на корм. Болезни и вредители также понижают зимостойкость, т.к. при поражении растений снижается фотосинтетическая активность листьев и, как следствие, нарушается процесс накопления запасных питательных веществ.

За время наших исследований наблюдалось снижение густоты травостоя некоторых образцов на один балл после перезимовки 1988, 1989 гг. в коллекции посева 1987 г., а в коллекции посева 1990 г. только у отдельных образцов снизилась густота травостоя после перезимовки в 1992 г. В следующем вегетационном периоде у большинства образцов густота к осени восстановилась и даже увеличилась.

4.3 Устойчивость к грибным болезням

За время исследований на растениях двукисточника тростникового были отмечены мучнистая роса (Blumeria graminis DC. Speer. Syn. Erysiphe graminis DC.), ржавчина (Puccinia sp.), гельминтоспориоз (Bipolaris sp., Drechslera sp. (Syn. Helmintosprium sp.), септориоз (Septoria sp.). Болезни злаков, вызываемые грибами, поражают в основном листья на протяжении всего периода вегетации.

По результатам оценки коллекций двукисточника тростникового были выделены образцы, проявившие устойчивость к грибным болезням (табл. 1).

Таблица 1 - Полевая оценка поражения болезнями в 1990 г. некоторых образцов коллекционного питомника двукисточника тростникового (посев 1985 г.)

Каталог	Название, происхождение	Гельминто-спориоз (балл)	Ржавчина (балл)	Мучнистая роса (балл)
стандарт	Йыгева 1	0	2	1
6321	Luba, Польша	1	0	0
39938	3-11-74, Англия	0	0	0
374365	Англия	1	1	0
082318	Дик. Коми	0	1	1
082918	Дик. Коми	0	0	1
34844	Дик. Московская обл.	1	0	0
086728	Дик. Вологодская обл.	0	0	1
086729	Дик. Вологодская обл.	1	0	0
073505	Дик. Тюменская обл.	0	0	1
073886	Дик. Мурманская обл.	1	1	0
1934	Дик. Томская обл.	1	0	1

Устойчивыми к гельминтоспориозу показали себя сорта Йыгева 1, Pulawska, дикорастущие образцы из Коми (К-082318, 082320, 082918, 094712), Вологодской (К-086728) и Тюменской (К-073505) областей. Невосприимчивы к ржавчине были сорта Приокский; 3-11-74 Англия; Luba, Польша; дикорастущие популяции Коми (К-086736), Тюменской (К-073509), Московской (К-34844), Томской (К-1441, 1934) областей и другие. Самыми устойчивыми к мучнистой росе в наших коллекциях были сорта Luba, Польша; К-374365, Англия; а также дикорастущие популяции из Бурятии (К-31620), Вологодской (К-086729), Свердловской (К-34000), Тюменской (К-073509) областей и другие. Наиболее устойчивыми к септориозу были дикорастущие образцы из Томской области (К-6128, 5980), Карелии (К-3867), Коми (К-42778, 45916).

4.4 Химический состав

В наших опытах определялось содержание сырого протеина в листьях и стеблях в зависимости от фазы развития. Результаты подтверждают литературные данные, т.е. после наступления фазы колошения содержание протеина снижается (Рис. 2).

Рисунок 2 - Содержание сырого протеина за 1988-1990 гг. в листьях и стеблях по фазам развития (посев 1987 г.)

Среди изученных селекционных сортов самым высокобелковым оказался норвежский сорт Hansvol - 14,8%. У дикорастущих образцов Томской области содержание сырого протеина варьировало от 9,5% до 12,75%, Среди дикорастущих образцов инорайонного происхождения максимальное содержание сырого протеина в абсолютно сухом веществе 15,3% отмечено у польского дикорастущего образца (К-5457). Средний показатель по этому признаку -10-11%.

Содержание клетчатки в коллекционных образцах варьировало от 30 до 36%. Наиболее ценными оказались образцы К-3867 (Карелия), К-1395, К-3630 (Томская область), отличавшиеся самым низким содержанием клетчатки - 30,8%, 30,5%, 30,2% соответственно.

В питомниках конкурсного сортоиспытания содержание сырого протеина было в пределах от 6,6 до 12,1%, содержание клетчатки - от 28 до 37%. Отобранные в результате селекционной проработки перспективные образцы отличались повышенным содержанием сырого протеина и более низким содержанием клетчатки по сравнению со стандартом.

4.5 Кустистость и соотношение побегов

Обычно куст лугового злака состоит из побегов нескольких порядков. Корневищные злаки, к которым относится двукисточник, кустятся слабее, чем кустовые (полевица, мятлик, овсяница, ежа, тимофеевка). Кроме укороченных вегетативных и генеративных побегов, куст двукисточника имеет ещё удлиненные вегетативные побеги. По сравнению с генеративными, такие побеги более облиствены, кроме того, они сохраняют высокую облиственность до конца вегетации, что позволяет скашивать зеленую массу двукисточника тростникового после уборки на семена.

Между урожаем зеленой массы одного растения и его кустистостью наблюдается корреляция у двукисточника тростникового r=0,87±0,12.

Образцы коллекции двукисточника тростникового имели кустистость от 32 до 257 побегов на одно растение. Образцы коллекции объединились в группы:

1 - с малой кустистостью - до 50 побегов на 1 куст;

2 - со средней кустистостью - 51-150 побегов на 1 куст;

3 - с высокой кустистостью - 151-200 побегов на 1 куст;

4 - с очень высокой кустистостью - более 200 побегов на 1 куст.

Образцы 3 и 4 групп приведены в табл. 2.

Самой высокой кустистостью отличались образцы К-36927 из Австралии и К-37448 из Польши. Высокой кустистостью характеризовались дикорастущие формы Томской (К-1410), Джамбульской (К-37453), Тамбовской (К-072456) областей. Большинство образцов коллекции имели среднюю кустистость.

Таблица 2 - Кустистость коллекционных образцов (посев 1992 г.)

№ каталога	Название образца	Происхождение	Число побегов на 1 куст
с очень высокой кустистостью
36927	Местный	Австралия	257
37448	Местный	Польша	227
с высокой кустистостью
Н-1410	Дикорастущий	Томская область	193
37453	Дикорастущий	Джамбульск.обл.	167
072456	Дикорастущий	Тамбовская обл.	164

Длина и ширина листьев во многом определяют фотосинтетическую способность растений и, как следствие, их урожайность.

Длина листьев у коллекционных образцов изменялась в пределах 15-22 см. Самые длинные листья (21-22 см) были у сортов Pulawska из Польши, К-287723 из Бразилии, и дикорастущих образцов из Томской (К-2431) и Свердловской (К-34000) областей.

Большинство изучавшихся образцов имели листья шириной 13-14мм. Широкие листья (15-17мм) имели сорта Приокский, Pulawska из Польши и дикорастущие образцы из Свердловской (К-34000), Новгородской (К-36921), Тамбовской (К-072456), Томской (К-2431) областей. Узкие листья (11-12 мм) имели дикорастущие образцы из Бурятии (К-31620), Московской (К-34844) и Томской (К-1429) областей.

5. Выделение лучших форм для создания селекционного материала

5.1 Высота растений

Одним из главных элементов в структуре урожая зеленой массы злаковых трав является высота растений. Поэтому высота стебля учитывается при отборе образцов в селекции двукисточника тростникового на высокую урожайность кормовой массы.

В наших коллекциях длина генеративных побегов достигала от 104 см до 186 см. Следует отметить, что один и тот же образец при измерении в разные годы может быть отнесен к разным группам по высоте, при изменении условий образцы могут по высоте растений переходить из одной группы в другую.

Наибольшей высоты при наших измерениях достигли сорта Киевский, Педья, Loreed (США), дикорастущие образцы из Новгородской (К-6307), Свердловской (К-3837) областей.

5.2 Урожайность зеленой массы, сухого вещества и облиственность

На продуктивности кормовых злаков резко сказываются метеорологические условия. Двукисточник тростниковый, как и большинство мезофитных злаков, отрицательно реагирует на резкое повышение температуры воздуха и дефицит влаги. Урожайность зеленой массы образцов конкурсного сортоиспытания в наиболее благоприятные годы превышает 30 т/га, а при неблагоприятных условиях может снижаться до 10 т/га.

Урожайность сухого вещества зависит от урожайности зеленой массы (коэффициент корреляции r =0,71±0,24) и от содержания сухого вещества (коэффициент корреляции r =0,81±0,08). Выход сухого вещества может изменяться от 24 до 36%.

Облиственность злаковых трав - важный показатель качества зеленой массы и сухого вещества, отражающий соотношение листьев и стеблей с соцветиями. В листьях содержится в 2-3 раза больше сырого протеина, чем в стеблях. Поэтому ведется целенаправленная селекция на увеличение облиственности. В коллекционных питомниках облиственность образцов различного эколого-географического происхождения составила 40-68%. Высокооблиственными были сорта Йыгева 1, К-37448 из Польши, дикорастущие популяции из Карелии (К-37815), Коми (К-094712, К-086733), Красноярского края (К-30773), Тюменской (К-0735505), Вологодской (К-086729), Новгородской (К-33973), Томской (К-1396, К-1436, К-3340) областей и другие.

Данные по урожайности зеленой массы, сухого вещества и облиственности в конкурсном сортоиспытании посева 1987 г. приведены в табл. 3.

Таблица 3 - Характеристика образцов двукисточника тростникового за 1988-1993 гг. в питомнике конкурсного сортоиспытания (посев 1987 г.)

Сорт	Урожайность зеленой массы	Выход сухого в-ва, %	Урожайность сухого вещества	Облиственность (%)
	т/га	% к ст.		т/га	% к ст.
Первенец	19,3	100	21,2	4,1	100	64,3
К-6044	23,5	122	25,9	6,1	149	65,7
НСР05	2,1			1,2

5.3 Урожайность семян

Урожайность семян двукисточника тростникового может достигать 0,2 т/га. Семена этой культуры очень сильно осыпаются, поэтому при запаздывании с уборкой теряется значительная часть урожая. В первый год пользования число генеративных побегов обычно невелико, поэтому и урожайность семян невысока. Во второй-третий год пользования урожайность повышается, а с четвертого года использования начинает снижаться. Урожайность семян дикорастущих образцов гораздо ниже, чем селекционных сортов. У ранних образцов часто собирают низкий урожай, т.к. семена успевают осыпаться до уборки.

Урожайность семян стандартного сорта Йыгева 1 в коллекции посева 1985 г. в среднем за 1986-1988 гг. составила 10,5 г/м². Самым высокоурожайным был дикорастущий образец из Алтайского края (К-5445) - 21,9 г/м², на 12-88 % превысили стандарт дикорастущие образцы из Польши, Норвегии, Алтайского края, Новосибирской, Омской, Архангельской, Вологодской, Мурманской областей и другие (Табл. 4).

Таблица 4 - Урожайность семян (г/м²) образцов коллекционного питомника (посев 1985г.)

Наименование	1986 г.	1987 г.	1988 г.	Среднее	% к st
Йыгева 1 st	10,9	7,2	13,3	10,5	100
К-5445 Дик.Алт.кр.	17,1	16,8	31,9	21,9	208,5
К-5418 Дик.Мурм.обл.	10,0	12,6	6,7	19,7	187,6
К-5458 Дик. Польша	14,9	12,1	31,8	19,6	186,7
НСР05	7,3	5,8	14,1	9,4

В коллекционном питомнике посева 1987 г. урожайность семян стандартного сорта Первенец в 1989 г. составила 12,9 г/м². Самым высокоурожайным оказался дикорастущий образец из Рязанской области (К-6306), превысивший стандарт в два раза. Сорта Luba, Frontier, Педья, дикорастущие формы из Новгородской, Свердловской, Челябинской и других областей были урожайнее стандарта на 19-63%.

В коллекционном питомнике посева 1990 г. урожайность семян стандартного сорта Первенец в 1993 была 2,9 г/м², а в 1994 г. составила только 0,5 г/м².

В конкурсном сортоиспытании посева 1985 г. за 1987-1988 гг. средняя урожайность семян составила у стандартного сорта Первенец 0,16 т/га, перспективный образец К-6044 превзошел стандарт на 12,5%. В конкурсном сортоиспытании посева 1987 г. за 1989-1990 гг. урожайность семян стандарта составила 0,25 т/га, образец К-6044 был урожайнее стандарта на 24%.

двукисточник урожайность гибридный

6. Создание селекционного материала

6.1 Биология цветения двукисточника тростникового

Наблюдения за цветением растений проводили в опыте посева 1991 года во второй и третий год жизни на примере четырех образцов:

сорт Йыгева 1, Эстония;

К-37448 Местный, Польша;

К-36927, Местный, Австралия;

К-34000 дикорастущая популяция, Свердловская область.

Во второй год жизни (первый год пользования - 1992) наблюдения проводили над 28 растениями. Отрастание отмечено 20-22 апреля, выметывание метелок - 19-20 июня, начало цветения - 22-24 июня.

На третий год жизни (второй год пользования - 1993) проведены наблюдения за динамикой цветения тех же номеров с 28 июня по 8 июля на большем количестве растений: сорт Йыгева 1 - 34;

К-37408 Местный, Польша - 35;

К-36927, Местный, Австралия - 32;

К-34000 Дикорастущий, Свердловская область - 36.

Фаза цветения у двукисточника тростникового при высокой температуре воздуха проходит очень быстро. В наших опытах в 1992 году цветение продлилось 8-10 дней. Максимальное число зацветающих соцветий отмечено на 2-4 сутки от начала цветения, к 1 июля зацветание метелок практически закончилось (Рис. 3). Все образцы характеризовались быстрой динамикой выбрасывания пыльников. Анализ цветения отдельных растений показал, что соцветия двукисточника активно цветут в полуденные часы, особенно с 10 до 13 часов.

Во второй год пользования период цветения был более продолжительным, цветение наблюдалось 22 дня (с 28 июня по 20 июля). Динамика цветения растений в 1993 г. показана на рис. 4.

Рисунок 3 - Динамика цветения растений второго года жизни 22 июня-1 июля (первый год пользования 1992 г.)

* - 16 июля - отсутствие наблюдений (был сильный дождь).

Рисунок 4 - Динамика цветения растений третьего года жизни (второй год пользования 1993 г.)

В 1993 году максимум цветения пришелся на 2-9 июля. Подсчет количества раскрытых цветков показал, что цветение растений сорта Йыгева 1 отличается от местных и дикорастущих образцов более коротким периодом интенсивного цветения (Рис. 5).

Рисунок 5 Динамика цветения метелок у растений третьего года жизни (второй год пользования - 1993)

Наши наблюдения показали, что цветение растений сорта Йыгева 1 отличается от местных и дикорастущих образцов большим количеством раскрытых цветков и более коротким периодом интенсивного цветения. Анализ динамики цветения свидетельствует, что повышенная семенная продуктивность селекционных сортов объясняется более интенсивным и сжатым по срокам периодом цветения. Это приводит к более дружному созреванию урожая и, соответственно, меньшим потерям семян от осыпания.

Для выявления образцов с более высокой потенциальной урожайностью семян для создания гибридных популяций мы использовали в качестве критерия отбора продолжительность и интенсивность цветения. С целью повышения семенной продуктивности отбирали образцы, с коротким периодом и высокой интенсивностью цветения, которые соответственно отличаются и большей дружностью созревания.

6.2 Отбор и формирование гибридных популяций

Многолетнее изучение коллекций двукисточника тростникового позволило выделить перспективные номера, обладающие рядом хозяйственно-полезных признаков для использования в селекции на высокую продуктивность. Все эти образцы обладали высокой зимостойкостью, устойчивостью к полеганию, хорошим состоянием травостоя в течение ряда лет. Лучшие по густоте, мощности и облиственности образцы с высокой семенной продуктивностью, использовались в качестве исходных форм для создания новых сортов.

При подборе исходных родительских популяций для сорта Витязь использовался принцип эколого-географической отдаленности - географически отдаленные от Сибири сорта Йыгева 1 (Эстония) и Первенец (Ленинградская область), дополнили дикорастущие образцы из Томской области как источники устойчивости к неблагоприятным факторам внешней среды (климатическим, эдафическим, биологическим).

В качестве исходного материала для создания сорта Богатырь использовались селекционные сорта Первенец (Северо-Западного НИИСХ) и Педья (Литовского НИИЗ) При формировании синтетической популяции для оценки комбинационной способности использовался метод поликросса. Отбирались образцы с высокой ОКС по облиственности, урожайности зеленой массы, сухого вещества, семян.

7. Изучение перспективных номеров двукисточника тростникового в конкурсном испытании

7.1 Конкурсное испытание популяции К-6044

Конкурсное сортоиспытание популяции К-6044 проводилось в питомниках посева 1985, 1986, 1987 г. трехлетними циклами. Проводились учеты урожая зеленой массы, сухого вещества, семян, а также содержания сырого протеина и клетчатки. За три цикла изучения 1985-1990 гг. перспективный образец К-6044 превзошел стандартный сорт Первенец по урожайности зеленой массы на 8,1%, по урожайности сухого вещества - на 8,2%, семян - на 10,0%. Содержание протеина в образце К-6044 в конкурсном испытании превысило показатели стандарта на 0,2%, содержание клетчатки было ниже на 2% (табл. 5).

Таблица 5 - Результаты конкурсного сортоиспытания популяции К-6044

Наименование образца	Урожайность	Содержание	Облиственность	Зимостойкость (%)
	зел. массы	сухого в-ва	семян	протеина	клетчатки
	т/га	%	т/га	%	т/га	%	%	±	%	±	%	±
Первенец, st	19,7	100	5,0	100	0,20	100	9,0	0	34,0	0	66,9	0	100
К-6044	21,3	108,1	5,4	108,2	0,22	110,0	9,4	+0,2	32,0	-2	67,5	+0,6	100
НСР05	2,3		0,3		0,01		0,2

7.2 Районированный сорт Витязь

Сорт двукисточника тростникового Витязь включен в Госреестр в 1998 году. Исходными формами для его создания послужили сорта Йыгева 1 (К_ВИР-27861), Первенец (К_ВИР-36034) и дикорастущие образцы Томской области (К_НГСС-1395, 1423, 1931, 2431).

Кормовая ценность высокая. Количество сырого протеина 7,7-16,5%. От начала весенней вегетации до первого укоса 53-59 дней, до созревания семян 69-85 дней. Засухоустойчивость и зимостойкость высокие, поражаемость болезнями слабая. Обладает исключительной устойчивостью к затоплению (более 50 дней), хорошо приспособлен к экстремальным условиям развития на пойменных лугах р. Оби. Сорт пригоден к механизированной уборке, отзывчив на внесение минеральных удобрений.

В среднем за 3 цикла на Нарымской ГСС получена урожайность зеленой массы 19,57 т/га, сухого вещества - 5,38 т/га, семян - 0,22 т/га.

7.3 Конкурсное испытание популяции Н-13921

Популяция Н-13921 изучалась в питомниках конкурсного сортоиспытания посева 1988, 2000 и 2002 гг. По урожайности зеленой массы за три цикла новый сорт превзошел стандарт в среднем на 12,2%. По урожайности сухого вещества перспективный образец превысил стандартный сорт на 15,7%. Урожайность семян нового сорта была в среднем за три цикла изучения на 10% выше стандарта (Табл. 7).

Таблица 7 - Результаты конкурсного сортоиспытания популяции Н-13921

Наименование образца	Урожайность
	зеленой массы	сухого вещества	семян
	т/га	% к st	т/га	% к st	т/га	% к st
Витязь, st	20,1	100	5,1	100	0,20	100
Н-13921	22,6	112,2	5,9	115,7	0,22	110,0
НСР05	1,7		0,6		0,01

7.4 Новый сорт канареечника тростникового Богатырь

Выведен на Нарымской государственной селекционной станции (ныне Нарымский отдел селекции и семеноводства ГНУ СибНИИСХиТ Россельхозакадемии) методом массового отбора и внутривидовой гибридизации путем свободного ветроопыления из сортов Первенец и Педья.

Вегетационный период: от начала весенней вегетации до первого укоса 53-59 дней, до созревания семян 69-85 дней. Обладает комплексом признаков устойчивости к экстремальным условиям Сибири: зимостоек, морозоустойчив, засухоустойчив. Облиственность высокая (55,5-76,8%). Поражаемость болезнями слабая, не более 5%. Кормовая ценность: количество сырого протеина 7,3-17,7 %, клетчатки 27,0-40,1%.

Урожайность высокая. В среднем за 3 трехлетних цикла урожай зеленой массы составил 22,56 т/га (+2,46 т/га к стандарту), сухого вещества - 5,90 т/га (+0,08 т/га), семян - 0,22 т/га (+0,02 т/га). Прибавки к стандартному сорту Первенец составили по зеленой массе - 12,2 %, по сухому веществу - 14,8 %, по семенам - 8,5 %.

Выводы

1. В результате комплексной оценки коллекций двукисточника тростникового выделены образцы, обладающие высокой зимостойкостью (100%), устойчивостью к полеганию (5 баллов), хорошим состоянием травостоя в течение ряда лет для использования в селекции на высокую продуктивность.

2. Выделен исходный материал с повышенной урожайностью зеленой массы (до 20 т/га), сухого вещества - (до 5 т/га), семян - (до 0,2 т/га): сорта Йыгева 1, Первенец, Педья.

3. Выделены источники устойчивости к климатическим стрессам; дикорастущие образцы Томской области: К-1395, 1423, 1931, 2431.

4. Определены критерии отбора образцов в качестве родительских форм:

· Кустистость образцов двукисточника тростникового может использоваться в качестве критерия отбора на высокую урожайность зеленой массы (коэффициент корреляции r = 0,87±0,12).

· Продолжительность и интенсивность цветения определяет в значительной степени семенную продуктивность образцов двукисточника тростникового. Критерий отбора дикорастущих образцов по продолжительности и интенсивности цветения доказал свою эффективность при создании сорта Витязь. Созданный с привлечением дикорастущих образцов Томской области он превосходит стандарт по семенной продуктивности на 10-12%.

5. Использование поликросс-метода при создании синтетических сортов-популяций позволило выделить биотипы с высокой комбинационной способностью:

· по урожайности зеленой массы ОКС - 113,0-177,9%; СКС - 108,3-170,5%;

· по урожайности сухого вещества ОКС - 120,8-210,4%; СКС - 109,4-190,6%;

· по облиственности ОКС - 104,0-124,0%; СКС - 102,0-121,6%;

· по урожайности семян ОКС - 154,5-181,8%; СКС - 125,0-166,7%.

6. Созданы гибриды из образцов дикорастущей флоры Сибири и местных сибирских сортов с селекционными инорайонными сортами, обладающие пластичностью и проявляющие высокий гетерозис по урожайности кормовой массы и семян (превышение над стандартом составляет по урожайности зеленой массы на 12,2%, сухого вещества - на 15,7%, семян - на 8,5%).

7. Созданы два сорта двукисточника тростникового обладающие исключительной устойчивостью к затоплению, полеганию и грибным болезням:

· Витязь, превосходящий стандартный сорт Первенец по урожайности и ряду других хозяйственно-ценных признаков. Прибавка за три цикла станционного испытания по урожайности зеленой массы составила 1,6 т/га; сухого вещества - 0,4 т/га; семян - 0,02 т/га.

· Богатырь, включенный в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию с 2010 года. Прибавки к стандартному сорту составляют по зеленой массе 1,5 т/га; сухому веществу - 0,8 т/га; по семенам - 0,02 т/га.

Предложения селекционной практике и производству

На основе многолетних селекционно-генетических исследований по созданию сортов двукисточника тростникового для практической селекции и производства предлагаются:

1. Источники высокой урожайности зеленой массы, сухого вещества и семян в условиях Западной Сибири: сорта Йыгева 1, Первенец, Педья, Luba, Castor, Frontier.

2. Источники устойчивости к неблагоприятным факторам окружающей среды - дикорастущие образцы, выделенные по хозяйственно-полезным признакам:

по высоте растений - К-1465, К-3837, К-3865, К-6307;

по урожайности кормовой массы - К-3816, К-3860, К-3867, К-1396;

по урожайности семян - К-5445, К-5418, К-5458, К-5426, К-6306.

3. Критерием отбора дикорастущих популяций на высокую семенную продуктивность может служить интенсивность и продолжительность цветения. Рекомендуется отбирать образцы с коротким периодом и максимальной интенсивностью цветения.

4. При формировании синтетических популяций эффективно использование метода поликросса для оценки комбинационной способности и отбор образцов с высокой общей комбинационной способностью по облиственности, урожайности зеленой и сухой массы и семян.

5. Для возделывания в условиях севера таежной зоны Западной Сибири предлагаются сорта двукисточника тростникового Витязь и Богатырь, обладающие высокой продуктивностью зеленой массы, сухого вещества и семян, пригодные к возделыванию на водораздельных и пойменных участках.

Список публикаций по теме диссертации

I. Статьи в ведущих научных журналах, рекомендованных ВАК РФ:

1. Ложкина О.В., Уразова Л.Д. Селекция двукисточника тростникового (Phalaroides arundinaceae (L.) Rausch.1969) в Томской области // Достижения науки и техники АПК. 2010. № 2. C.22-24.

2. Ложкина О.В. Двукисточник тростниковый - ценная кормовая культура таежной зоны // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2011. №3-4. C.57-62.

3. Уразова Л.Д., Ложкина О.В. Результаты селекции тимофеевки луговой в таежной зоне Сибири // Достижения науки и техники АПК. 2011. № 8. С. 47-48.

4. Уразова Л.Д., Ложкина О.В. Селекция тимофеевки луговой в условиях таежной зоны Западной Сибири // Вестник АГАУ. 2011. №11 (85). С.67-70.

II. В других изданиях

5. Ложкина О.В. Селекция двукисточника тростникового в Томской области // Аграрная наука - сельскохозяйственному производству Казахстана, Сибири и Монголии: Труды XII-й Международной научно-практической конференции (Шымкент, 16-17 апреля 2009г.). Алматы, 2009. С.142-145.

III. Авторские свидетельства

6. Авторское свидетельство № 24531 от 09.04.1998 на двукисточник тростниковый Витязь (Авторы: Бражников П.Н., Литвинчук О.В., Соснин Б.П., Уразова Л.Д.).

7. Авторское свидетельство № 29284 от 01.02.2000 на тимофеевку луговую Утро (Авторы: Ложкина О.В., Соснин Б.П., Уразова Л.Д.).

Размещено на Allbest.ru