Селекция полукарликовых сортов озимой мягкой пшеницы

• Автор: Беспалова, Людмила Андреевна
• Шифр специальности: 06.01.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 50 с.; 20х15 см

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Академик П.П. Лукьяненко (1973), анализируя достижения в селекции сортов пшеницы, отмечал, что отечественная и мировая селекция идет от длинного стебля к короткому при постоянном увеличении урожайности. Эта закономерность нагляднее всего прослеживается на сортах, созданных им. Районированный в 1945 году сорт Новоукраинка 83 превысил сорт Украинка на 6,8 ц с гектара или на 25%. Он был ниже Украинки по высоте растений и более устойчив к полеганию. Районированные спустя 10 лет (1955) сорта Безостая 4 и Безостая 1 превышали по урожайности сорт Новоукраинка 83 на 8,0-11, 7 ц с гектара или на 33%. У сортов Безостая 1, Ранняя 12 высота растений была на 30-40 см ниже, чем у местной Седоуски и Украинки 0246. Высокая устойчивость к полеганию позволила в значительной степени реализовать потенциальные возможности новых генотипов и получить значительный прирост урожайности в Краснодарском крае в 60-708 годы.
С повышением культуры земледелия, и соответственно, ростом урожайности между возможностями сортов и агротехникой возникают противоречия, которые тормозят дальнейшее увеличение урожайности. По этой причине сорта типа Безостой 1 в условиях орошения, а во влажные годы и без орошения, при применении технологии, позволяющей получать урожаи свыше 50 ц зерна с 1 гектара сильно полегают (Пятыгин A.B., Семихов В.Ф., 1967; Лукьяненко П.П., 1971, 1975). Недобор урожая зерна при этом может составлять 22-43% в зависимости от фазы растений (Калиненко И.Г., 1979). В конце 60- годов стало очевидным, что получение урожаев в 100 и более центнеров с гектара, в условиях орошения или без него, возможно только при культуре полукарликовых сортов (Лукьяненко П.П., 1968, 1969, 1970, 1971; Бороевич С., 1973; Ремесло В.Н., 1975; Лыфенко С.Ф. и др., 1975).
Н.И.Вавиловым (1935) было отмечено, что успехи в селекции на устойчивость к полеганию в Италии и Аргентине были обусловлены использованием генофонда японских пшениц. Выдающиеся достижения Н.Борлауга и “зеленая революция” в странах третьего мира связаны с использованием японского сорта Норин 10, гены карликовости которого (Rhtl и Rht2) вошли в сорта, выращиваемые на более чем 50% площадей, занятых под пшеницей (Borlaug N., 1968; Gale M.D. et al., 1975, 1982; He Z.H., et al„ 1996).
Первые опыты по селекции полукарликовых сортов показали, что по мере уменьшения высоты растений укорачивается колеоптиле, увеличивается поражение болезнями из-за уплотнения стеблестоя, наблюдается более раннее отмирание листьев, что вызывает щуплость зерна. При возделывании в условиях засухи и на малопло-? дородных почвах первые полукарликовые сорта не могли соперничать с высокосте-айьными сортами по причине слабого развития корневой системы (Palmer J.D
1970).
С введением генов карликовости в популяциях наблюдается тесная положи-шьная корреляция между высотой и продуктивностью растений (Law N. et al., 1976; ч*Мреск I., 1978; Veiga A.A. et. al., 1982). Основной причиной такой связи является сбая приспособленность источников карликовости к условиям выращивания. Кро-того, более высокий уборочный индекс и слабая корневая система отрицательно запись на обеспеченности зерна азотом, и соответственно на качестве зерна. В свя-,,/у этим в процессе селекции необходимо было сочетать полукарликовость с хороши адаптивностью, высокой урожайностью и качеством зерна. В настоящее время огие вопросы при создании полукарликовых сортов нами успешно решены. Другие

же, такие как устойчивость к болезням требуют непрерьюной работы и дальнейшего совершенствования методических, подходов. Созданные нами полукарликовые сорта, их высокая урожайность, распространение в производстве вселяют оптимизм дальнейшего совершенствования пшеничного растения,
Цель и задачи исследований. Цель исследований - определить наиболее эффективные направления и методы селекции и на их основе создать высокоурожайные, высококачественные полукарликовые сорта озимой мягкой пшеницы хорошо адаптированные к условиям возделывания в Северокавказском регионе.
В задачи исследований входило:
1. Изучить генетические ресурсы и выбрать источники карликовости для использования в селекционном процессе и создании полукарликовых сортов озимой мягкой пшеницы.
2. Изучить генетический контроль и комбинационную способность высоты растений й признаков продуктивности у ряда источников карликовости методом традиционного, диаллельного анализа и топкроссов, для обоснования целесообразности их использования в качестве доноров генов карликовости в практической селекции. Подобрать донор генов карликовости для ускоренной схемы селекции.
3. Оценить связи высоты растений с продуктивностью и ее элементами, качеством зерна и другими важными признаками. Определить оптимальную высоту растений полукарликовых сортов.
4. Установить наиболее эффективные критерии отбора полукарликовых форм на высокую урожайность, адаптивность, качество зерна и другие признаки.
5» Усовершенствовать методику ускорения селекционного процесса.
6. Экспериментально доказать возможность сочетания генов карликовости с хорошо адаптированным генным пулом.
7. Создать высокоурожайные полукарликовые сорта озимой пшеницы с высоким качеством зерна.
8. Разработать модели короткостебельных сортов с потенциальной урожайностью 10-11 т зерна с 1 га для основных почвенно-климатических зон Краснодарского края.
Основные положения вынесенные на защиту;
1. Сложная ступенчатая гибридизация на основе хорошо приспособленного к условиям региона селекционного материала как один из главных методов для “конвейера” сортов эффективной селекционной программы. Сорта можно создать используя простые, насыщающие, возвратные, конвергентные скрещивания, но для . обеспечения постоянного успеха все перечисленные скрещивания наиболее эффективны в системе сложной ступенчатой гибридизации.
2. Эффективность генов карликовости в создании высокопродуктивных корот-костебельньгх сортов озимой пшеницы.
3. Усовершенствованная методика ускорения селекции на основе генетического анализа высоты растений и оценки связей в популяциях между высотой растений и их продуктивностью.
4. Критерии отбора и метод контроля при создании широкоадаптивных высокопродуктивных короткостебельных сортов.
5. Модели короткостебельных сортов для различных почвенно-климатических зон Краснодарского края.
Научная новизна результатов исследований. На обширном коллекционном и собственном материале в условиях орошения подтверждена основополагающая роль

Анализ роста урожайности за более длительный период показал, что за счет изменения агротехники возделывания (с 1946-49гг. по 1983-84гг.) урожайность пшеницы возросла, на примере сорта Седоуска, на 1,07 т зерна с 1 га, и на 6,59 т соломы с 1 га, а за счет постоянного внедрения новых сортов (сорт Спартанка) урожайность увеличилась на 4,68 т зерна с 1 га и составила 7,96 т/га, при урожае соломы 9,34 т/га, уступив местному сорту по урожаю соломы на 2,18 т/га (рис. 7). В результате улучшения условий выращивания, в основном, увеличивается общая биологическая урожайность, а благодаря новым достижениям селекции идет перераспределение этого урожая на вегетативную и генеративную части в пользу последней. В данном случае селекционеры выступают как архитекторы урожая применительно к изменяющимся условиям среды. Кроме того, эти данные показывают, что при возделывании полу-карликовых сортов имеется возможность дальнейшего роста урожайности зерна за счет увеличения урожайности биомассы при достигнутом уровне К»*
Рис. 7, Вклад селекции и агротехники в увеличение урожайности пшеницы
8. Создание высококачественных полукарликовых сортов
Создание сортов озимой пшеницы сочетающих высокий потенциал урожайности с высоким качеством зерна, - задача сложная, потому что существует тесная связь между продуктивностью и качеством зерна (Лукьяненко П.П., Калиненко И.Г., 1979; Павлов А.Н., 1984). Снижение качества зерна у высокопродуктивных сортов и особенно у полукарликовых связано с возрастанием Кии- Как показали исследования А.Н.Павлова (1984) основной причиной, от которой зависит качество, является обеспеченность растения азотом. Низкое содержание белка и клейковины формируется при дефиците азота в почве в течение всего вегетационного периода и особенно после колошения (Калиненко И.Г., 1979; Малюга Н.Г., 1992), а также при высоком соотношении зерно : солома, поскольку основная доля азота поступает в зерно в период на-