Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

EVALUATION OF ADAPTIVE AND PRODUCTIVE CHARACTERISTICS OF PERSPECTIVE LINES OF WINTER SOFT WHEAT

Pavlov M.I. 1 Orazaeva I.V. 1 Muravеv A.A. 1
1 The Belgorod state agrarian university named after V. Gorin
Creation of varieties, plastic to external influences and adapted to various types of technologies is the perspective and popular direction of breeding work in recent years. An important step in this work is the selection of parental forms for obtaining new combinations of features in hybrids, study and analysis of hybrids generations F1-3 and lines in subsequent nurseries for identifying the most productive and adaptive lines that can become the basis of future varieties having given parameters. During the study, the selection material of winter wheat was studied in hybrid, breeding and control nurseries, intraspecific hybridization was carried out by crossing, hybrids and progeny were studied for economic and biological benefits, and selections were made from hybrid populations. Based on the results of the study of varieties in the collection nursery, parents were selected for hybridization in the current year. In the selection nursery on the basis of counts and complex evaluation, lines were selected: early maturing, resistant to brown leaf rust, and characterized by high productivity. In the control nursery varieties were identified that significantly exceed the crop yield standard, characterized by an earlier (for 4 days) maturation period, with high ear efficiency (productive ramification 2.60 pieces per plant, 1000 grains weight – 46.5–46.8 g) and resistance to powdery mildew and brown rust. Based on the studies, preliminary conclusions were drawn and a selection material was obtained for further work on the creation of new varieties of winter wheat.
winter soft wheat
raw material
hybridization
hybrid
breeding and control nurseries
breeding
productivity
winter hardiness
resistance to diseases
1. Orazaeva I.V. Sozdanie novogo selekcionnogo materiala ozimoj mjagkoj pshenicy s vysokim adaptivnym i produktivnym potencialom / I.V. Orazaeva, M.I. Pavlov // Innovacii v APK: problemy i perspektivy. 2016. no. 4. рр. 98–105.
2. Orazaeva I.V. Ocenka sortov i linij ozimoj pshenicy v kollekcionnom pitomnike BelGAU/ I.V. Orazaeva, M.I. Pavlov, A.A. Muravjov, I.V. Kulishova // Selekcija rastenij: proshloe, nastojashhee i budushhee: sbornik materialov I Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem, posvjashhennoj 140-letiju NIU «BelGU» i 100-letiju so dnja rozhdenija selekcionera, uchenogo i pedagoga, doktora selskohozjajstvennyh nauk, professora Z.I. Shhelokovoj (g. Belgorod, 24–26 nojabrja 2016 g.) / pod obshh. red. E.V. Dumachevoj. Belgorod: ID «Belgorod» NIU BelGU, 2017. 200 р.
3. Organizacionno-tehnologicheskie normativy vozdelyvanija selskohozjajstvennyh kultur (na primere Belgorodskoj oblasti) / A.V. Turjanskij, V.I. Melnikov, L.A. Selezneva, N.R. Asyka, V.F. Uzhik i dr. Belgorod: Izd. Konstanta, 2014. 462 р.
4. Metodika gosudarstvennogo sortoispytanija polevyh kultur. M., 1987. рр. 5–23.
5. Pylnev V.V. Praktikum po selekcii i semenovodstvu polevyh kultur: uchebnoe posobie / Pod red. professora Pylneva V.V. SPb.: izdatelstvo «Lan», 2014. 448 р.
6. Dospehov B.A. Metodika polevogo opyta (s osnovami statisticheskoj obrabotki re-zultatov issledovanij). 5-e izd. dop. i pererab. M.: Agropromizdat, 1985. рр. 271–356.

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.