Современному сельскохозяйственному производству требуются высокоурожайные сорта, пластичные к внешним воздействиям и адаптированные к различным агротехнологиям. В этой связи является актуальным создание сортов, сочетающих в себе высокую, генетически обусловленную продуктивность и качество с факторами, снижающими потерю урожая от негативного воздействия внешней среды [1, 2]. Данное исследование является частью селекционной программы по озимой пшенице, проводимой в Белгородском ГАУ.
Цель исследования
Целью данного этапа работы является создание перспективного селекционного материала озимой пшеницы, обладающего высокой продуктивностью, качеством зерна и адаптивным потенциалом.
Задачи исследования:
– провести внутривидовую гибридизацию путем скрещивания среди выделенных перспективных сортов и линий озимой пшеницы для создания исходного материала;
– изучить гибриды и потомства в селекционных питомниках и провести отборы из гибридных популяций;
– оценить адаптивный и продуктивный потенциал новых линий озимой пшеницы в селекционном и контрольном питомниках и дать их полную характеристику по комплексу хозяйственно полезных признаков и свойств.
Материалы и методы исследования
Создание селекционного материала на данном этапе работы ведется по общепринятой схеме селекционного процесса, включающей питомник гибридизации, гибридный питомник F1-F3, селекционный и контрольный питомники. Основной метод создания селекционного материала в опытах – внутривидовая гибридизация с последующим индивидуальным и массовым отбором в гибридных популяциях.
Технология возделывания озимой пшеницы в опытах (обработка почвы, сроки посева, нормы высева) – общепринятая для зоны и области [3]. В питомниках проводились: фенологические наблюдения, структурный анализ урожайности по методике Государственного сортоиспытания [4], оценка зимостойкости и учет болезней по общепринятым методикам (В.В. Пыльнев) [5].
В гибридных и селекционных питомниках делянки убирались вручную, с последующим анализом растений и обмолотом снопов, в контрольном питомнике – селекционным комбайном «Terrion 2000». Математическая обработка результатов исследования проводилась по Б.А. Доспехову [6].
Результаты исследования и их обсуждение
В текущем году в питомнике гибридизации в результате скрещиваний по 28 комбинациям получено 145 гибридных семян. Процент удачи скрещиваний составил 5,17 %.
Гибридный питомник поколений F1, полученных от скрещиваний в 2016 г., был заложен 14 гибридными линиями. Гибриды первого поколения были проанализированы в среднем по комбинациям признаков высоты растения и продуктивности колоса (длине колоса, числу колосков в колосе, числу зерен с колоса и массе зерна с колоса) в сравнении с родительскими формами и сортом-стандартом Альмера (табл. 1).
Таблица 1
Характеристика гибридов F1 (в среднем по комбинациям), их родительских форм и сорта-стандарта по высоте растений и продуктивности колоса в гибридном питомнике, 2017 г.
|
Сорт/линия |
Признаки |
||||
|
высота растения, см |
длина колоса, см |
число колосков в колосе, шт. |
число зерен в колосе, шт. |
масса зерна с колоса, г. |
|
|
Альмера (st) |
98 |
9,0 |
19,2 |
67,5 |
2,85 |
|
Майская Д9 |
105 |
10,0 |
20,8 |
78,1 |
4,50 |
|
Шарада |
65 |
6,0 |
18,7 |
32,2 |
1,34 |
|
F1 М. Д9×С-8 |
81* |
9,5 |
19,3 |
80,7* |
4,15* |
|
F1 М. Д9×Шарада |
75* |
8,5 |
17,5 |
68,4 |
3,41 |
|
Белгородская 16 |
107 |
9,5 |
18,4 |
59,2 |
3,21 |
|
F1 Б16×С-1 |
95 |
9,0 |
18,2 |
60,3 |
3,04 |
|
С-1 |
94 |
9,0 |
20,8 |
75,4 |
3,28 |
|
Галина |
112 |
10,5 |
22,2 |
69,0 |
3,83 |
|
F1 С-1×Галина |
87* |
10,0 |
19,1 |
73,0 |
4,51* |
|
С-4 |
85 |
9,0 |
18,0 |
68,8 |
3,40 |
|
F1 С-4×М. Д9 |
98 |
10,0 |
19,4 |
79,09* |
5,05* |
|
F1 С-4×Галина |
100 |
8,5 |
18,0 |
80,1* |
4,04 |
|
С-8 |
89 |
9,0 |
20,5 |
69,9 |
3,68 |
|
Ариадна |
98 |
9,5 |
18,7 |
60,5 |
3,22 |
|
F1 С-8×М. Д9 |
92 |
10,5 |
18,9 |
78,4* |
4,27* |
|
F1 С-8×Б16 |
95 |
8,5 |
19,5 |
67,6 |
3,80 |
|
F1 С-8×Ариадна |
95 |
9,0 |
20,1 |
75,1 |
4,42* |
|
НСР05 |
7,4 |
0,5 |
0,24 |
6,04 |
1,02 |
Меньшей высотой стебля, по сравнению с сортом-стандартом, отличались гибриды, полученные с участием сортов Линия С-8, С-1 и Шарада. По числу зерен с колоса превышали стандарт гибридные комбинации Майская Д9×С-8, С-8×Майская Д9, С-4×Майская Д9, С-4×Галина. По сочетанию элементов продуктивности колоса у пяти гибридных комбинаций все показатели характеризовались большими, чем у стандарта, значениями.
В гибридных поколениях F2 (потомство гибридов F1 2016 г.) также велись полевые оценки, учеты и был проведен структурный анализ. Усредненные значения проанализированных растений приведены в табл. 2.
Таблица 2
Характеристика гибридов F2 по основным хозяйственно-биологическим признакам в гибридном питомнике (средние значения), 2017 г.
|
№ линии F2 (2017 г.) |
Происхождение |
Признаки |
||||
|
Скороспе-лость |
Зимостой-кость, балл |
Высота, см |
Число зерен с колоса, шт. |
Масса зерен с колоса, г |
||
|
622 |
СП 281×Б12 |
средн. |
4,9 |
101 |
67,1 |
3,01* |
|
624 |
Б12×СП 281 |
средн. |
4,9 |
103 |
65,2 |
2,88 |
|
627 |
СП 293×Б16 |
средн. |
5,0 |
98 |
68,0 |
3,03 |
|
628 |
Б16×СП 293 |
средн. |
5,0 |
100 |
70,2 |
3,13* |
|
630 |
СП 307×Б12 |
средн. |
4,7 |
100 |
68,6 |
2,95 |
|
632 |
Б12×СП 307 |
средн. |
4,8 |
106 |
69,7 |
3,12* |
|
635 |
СП 325×Б16 |
средн. |
4,9 |
97 |
62,8 |
2,84 |
|
636 |
Б16×СП 325 |
средн. |
5,0 |
101 |
67,5 |
2,90 |
|
639 |
Гром×Б12 |
поздн. |
4,7 |
89 |
66,1 |
2,34 |
|
640 |
Гром×Б16 |
поздн. |
4,6 |
91 |
58,7 |
2,21 |
|
642 |
Гром×М. Д9 |
поздн. |
4,7 |
99 |
61,9 |
2,74 |
|
645 |
СП 383×М. Д9 |
поздн. |
5,0 |
102 |
70,7 |
3,15* |
|
646 |
М. Д9×СП 383 |
средн. |
5,0 |
104 |
74,0 |
3,25* |
|
648 |
Б16×Шарада |
средн. |
4,9 |
87 |
61,7 |
2,74 |
|
650 |
Шарада×Б16 |
ран. |
4,7 |
81 |
56,1 |
1,94 |
|
653 |
М.Д9×Шарада |
ран. |
5,0 |
91 |
69,8 |
2,41* |
|
655 |
Шарада×М.Д9 |
средн. |
4,9 |
82 |
56,3 |
2,34 |
|
657 |
СП 383×Шарада |
поздн. |
4,7 |
95 |
57,2 |
2,35 |
|
658 |
Шарада×СП 383 |
поздн. |
4,7 |
96 |
54,9 |
2,24 |
|
Альмера (st) |
средн. |
4,8 |
98 |
67,4 |
2,85 |
|
|
НСР05 |
– |
– |
9,7 |
1,27 |
0,89 |
|
В ходе проведенных фенологических наблюдений была определена группа спелости изученных линий: ранние (650, 653), поздние (639, 640, 642, 645, 657, 658), остальные линии относились к среднеспелым. Изученные линии обладали достаточно высокой зимостойкостью (4,9–5,0 балла), более низкорослыми были линии 639, 650 и 655, высокой продуктивностью колоса отличались линии 622, 628, 632, 645, 646 и 653.
Ввиду небольшого объема селекционного материала и для его сохранности браковки и отборы из линий гибридного питомника не проводились, они были высеяны целиком для получения поколений F2 и F3 в 2018 г. Проведенный анализ количественных признаков у гибридов F1 и линий F2 позволит в дальнейшем прослеживать характер их наследования в последующих поколениях.
Селекционный питомник включал линии, полученные в результате индивидуального и индивидуально-семейного отборов из различного селекционного материала гибридного питомника поколений F3–F4 в объеме 583 линии. В результате отборов были выделены линии, которые высеяны в контрольном питомнике под урожай 2018 г.
Контрольный питомник 2017 г. был заложен лучшими линиями, отобранными из селекционного питомника 2016 г. путем массового отбора, имеющими различное происхождение. Урожайность номеров контрольного питомника колебалась от 4,28 до 7,98 т/га, максимальная урожайность при этом была у сортообразца № 107 (7,98 т/га), наименьшая – 4,28 т/га – у № 82.
Проведенная группировка по урожайности (табл. 3) показала, что наибольшую урожайность 6,70–7,98 ц/га формировали двенадцать сортообразцов.
Таблица 3
Группировка селекционных номеров озимой пшеницы контрольного питомника по урожайности в 2017 г., т/га
|
Группа |
Интервал урожайности, т/га |
Cортообразцы КП |
|
I |
4,28–5,48 |
51, 53, 54, 57, 61, 62, 65, 67, 68, 71 (st), 73, 74, 78, 84, 90, 93(st), 94, 96, 97, 106, 111, 116 |
|
II |
5,49–6,69 |
52, 55, 56, 58, 59, 60 (st), 64, 66, 69, 70, 72, 75, 77, 79, 80, 81, 85, 86, 87, 88, 89, 100, 101, 102, 103, 105, 108, 109, 110, 112 |
|
III |
6,70–7,98 |
50, 63, 76, 82(st), 83, 91, 95, 98, 99, 104 (st), 107, 113 (st), 114, 115, 117 |
Таблица 4
Хозяйственно полезные признаки лучших селекционных номеров озимой пшеницы в контрольном питомнике в 2016–2017 гг.
|
Селекционный номер |
Показатели |
||||
|
Урожайность, т/га |
± к st |
Высота растения, см |
Продуктивная кустистость, шт./раст. |
Масса 1000 зерен, г |
|
|
50 |
7,10 |
+0,79 |
105 |
2,4* |
44,2 |
|
58 |
6,54 |
+0,23 |
110 |
1,8 |
42,6 |
|
59 |
6,32 |
+0,01 |
98 |
1,8 |
42,1 |
|
63 |
7,00 |
+0,69 |
89* |
1,9 |
43,1 |
|
76 |
7,90 |
+1,59 |
98 |
2,6* |
46,5* |
|
79 |
6,64 |
+0,33 |
97 |
1,7 |
42,8 |
|
83 |
7,80 |
+1,49 |
103 |
2,1 |
44,9 |
|
85 |
6,30 |
-0,01 |
98 |
1,7 |
42,3 |
|
91 |
7,28 |
+0,37 |
105 |
1,8 |
44,4 |
|
92 |
7,60 |
+1,29 |
85* |
1,8 |
43,9 |
|
95 |
6,70 |
+0,39 |
107 |
1,5 |
42,8 |
|
98 |
6,80 |
+0,49 |
95 |
1,7 |
42,4 |
|
99 |
7,40 |
+1,09 |
100 |
2,1 |
44,0 |
|
100 |
6,60 |
+0,21 |
103 |
1,7 |
42,9 |
|
107 |
7,98 |
+1,67 |
110 |
2,5* |
46,8* |
|
114 |
7,66 |
+1,35 |
112 |
2,3 |
45,1 |
|
115 |
7,52 |
+1,21 |
95 |
2,3 |
43,7 |
|
117 |
6,98 |
+0,67 |
91* |
1,9 |
43,1 |
|
st сред. |
6,31 |
– |
98 |
1,6 |
42,7 |
|
НСР05 |
– |
0,65 |
– |
0,1 |
2,4 |
Сортообразцы, входящие в третью группу по урожайности, и номера второй группы с наибольшей урожайностью были проанализированы по комплексу хозяйственнобиологических признаков: по продолжительности вегетационного периода, высоте растений, продуктивной кустистости, массе 1000 зерен, устойчивости к абиотическим и биотическим факторам (табл. 4).
Наиболее низкорослыми были сортообразцы № 63, 92, 117. По продуктивной кустистости наибольшим показателем (2,60 шт. на растение) характеризовались номера 50, 76 и 107. Большую массу 1000 зерен формировали селекционные линии № 76 и 107. Таким образом, высокая урожайность выделившихся сортообразцов № 76 и 107 (79,0 и 79,8 ц/га соответственно) обеспечивалась за счет повышенных показателей продуктивной кустистости и массы 1000 зерен.
Оценка биологических признаков (табл. 5) показала, что шесть селекционных номеров характеризовались более ранним по сравнению со стандартом (на 4 дня) сроком созревания. Глазомерная балльная оценка состояния растений после возобновления вегетации весной показала, что изучаемые сортообразцы проявляли достаточно высокую устойчивость к условиям перезимовки (5,0–4,8 балла).
Таблица 5
Биологические признаки лучших селекционных номеров озимой пшеницы в контрольном питомнике в 2016–2017 гг.
|
Селекционный номер |
Показатели |
||
|
Продолжительность вегетационного периода, дней |
Зимостойкость, балл |
Интенсивность развития мучнистой росы, % |
|
|
50 |
141 |
5,0 |
5,6 |
|
58 |
145 |
4,9 |
8,9 |
|
59 |
145 |
4,8 |
4,2 |
|
63 |
145 |
5,0 |
3,3* |
|
76 |
143 |
5,0 |
3,6 |
|
79 |
143 |
4,9 |
5,1 |
|
83 |
145 |
5,0 |
4,8 |
|
85 |
143 |
4,8 |
5,3 |
|
91 |
141 |
5,0 |
6,1 |
|
92 |
145 |
5,0 |
4,9 |
|
95 |
145 |
5,0 |
2,1* |
|
98 |
141 |
5,0 |
6,6 |
|
99 |
141 |
5,0 |
2,8* |
|
100 |
145 |
5,0 |
5,6 |
|
107 |
141 |
5,0 |
5,9 |
|
114 |
143 |
5,0 |
7,1 |
|
115 |
141 |
5,0 |
8,3 |
|
117 |
143 |
5,0 |
7,1 |
|
st сред. |
145 |
4,8 |
7,8 |
|
НСР05 |
– |
– |
1,05 |
Оценка селекционных линий на устойчивость к болезням показала, что в исследуемом году на естественном фоне интенсивность развития мучнистой росы была очень слабой. При этом в меньшей степени поражение мучнистой росой наблюдалось у номеров № 63, 95, 99, в большей степени – у № 58 и 115. Выделенные по хозяйственно-биологическим признакам селекционные номера высеяны в предварительном сортоиспытании под урожай 2018 г. для дальнейшего изучения.
Заключение
Таким образом, в ходе исследований в текущем году был изучен новый селекционный материал озимой пшеницы в гибридном, селекционном и контрольном питомниках. Была проведена внутривидовая гибридизация путем скрещивания, были проанализированы гибриды и потомства по хозяйственно полезным признакам, проведены отборы из гибридных популяций. Дана комплексная оценка сортообразцам в контрольном питомнике для дальнейшей работы в селекционном процессе.
На основании проведенных исследований в 2017 г. сделаны предварительные выводы и получен селекционный материал для дальнейшей работы по созданию новых сортов озимой пшеницы.