Проектирование сорта яровой пшеницы

 

 

 

 

1.3.Создание  исходного материала для селекции  яровой пшеницы методом внутривидовой гибридизации.

 

Селекция пшеницы базируется на высококачественном исходном материале. Для выведения сортов используют гибридизацию, в том числе межродовую и межвидовую (пшенично-пырейные гибриды и ржано-пшеничные гибриды), физический, химический и природный мутагенез, трансформацию яровых сортов в озимые и др. методы. Использование в селекции пшеницы стародавних сортов России нашло отражение в родословной её многих современных сортов. Так, культура мягкой стекловидной пшеницы в США в значительной степени основывается на вывезенных с Украины сортах, особенно Крымке, которая использовалась в селекции японского сорта Норин 10, исходного для лучших карликовых пшениц, созданных в Мексике, США, Индии. Создание и внедрение в производство карликовых и полукарликовых сортов (получило название «зелёной революции») позволило резко увеличить урожайность. Карликовые и полукарликовые сорта также используют в селекции многих стран как доноров неполегаемости, отзывчивости на орошение и высокой продуктивности. По зимостойкости, засухоустойчивости, качеству зерна, продуктивности колоса и болезнеустойчивости лучшие сорта СССР превосходят сорта др. стран.

Задача селекции пшеницы: выведение сортов с прочной короткой соломиной, выносливых к болезням, отзывчивых на высокие дозы удобрений, сортов интенсивного типа, максимально приближающихся по урожайности к озимым сортам.

Основной путь создания высокопродуктивных сортов –  это внутривидовая гибридизация с использованием в качестве источников лучших образцов мировой коллекции, сосредоточенной во Всесоюзном институте растениеводства. Лучшие компоненты для этого – сорта пшеницы Ильичевка, Кавказ, наиболее удачные линии яровых пшениц из Кении и Индии, измененные в озимые. Они дали нам такие сорта, как Мироновская 10, Мироновская низкорослая, Лютесценс 3298, Лютесценс 3329 (сестринские линии сорта Мироновская 10), Эритроспермум 3018, Эритроспермум 3006 и другие.

Часто используют тройные скрещивания по такой, например, схеме: парный гибрид, полученный путем скрещивания сорта мироновской селекции с сортом краснодарской и одесской селекции, подвергается последующему скрещиванию с сортом также мироновской селекции.

Известно, что  вопросы сортообразующей способности  изучены еще недостаточно. Главное в создании исходного материала – удержать в стабильном состоянии его экономическую приспособленность.

Для ведения  целенаправленной селекции на качество зерна необходимо знать закономерности наследования качественных признаков, влияние происхождения родительских форм на их наследование, комбинационную ценность скрещиваемых сортов и на этой основе подбирать родительские пары для скрещивания.

Такие показатели качества, как масса 1000 зерен, седиментация (оседание), стойкость теста на фаринографе, смесительная способность муки, объемный выход хлеба, его расплывчатость имеют довольно высокие показатели наследуемости, и отбор по этим признакам может быть довольно эффективным. Содержание же белка и клейковины в зерне, «сила» муки, водопоглотительная способность ее наследственно обусловлены в меньшей степени.

Следовательно, при привлечении в гибридизацию этих сортов для гарантированного получения гибридов с хорошими показателями по слабо наследуемым признакам объем скрещиваний должен быть увеличен, и отбор необходимо вести на основании многолетних данных. Стекловидность зерна сильно подвержена изменениям под влиянием условий выращивания, и отбор по этому показателю вообще малоэффективен.

Установлено, что как  при изменении, так и при гибридизации качество зерна получаемых номеров во многом зависит от качества исходных форм. Так, при изменении сортов Западной Европы, отличающихся невысоким качеством зерна, получаются формы с так называемой удельной работой деформации теста, равной 180–250 е. а. (единиц альвеографа) и объемом (объемным выходом) хлеба 500–550 см³. Привлечение для этой цели высококачественных сортов из Мексики, Чили, США позволило получить номера с «силой» муки 380–429 е. а., объемом хлеба 600–750 см³.

При скрещивании  высококачественных озимых и яровых пшениц обычно создаются гибриды с хорошим качеством зерна. Так, при скрещивании сортов Безостая 1, Мироновская 264, Мироновская 808, Мироновская юбилейная, Ильичевка, Одесская 51с высококачественными яровыми пшеницами –

Рис. Виды пшеницы, используемые в качестве исходного материала: 1 – культурная однозернянка: 2 – Тимофеева; 3 – полба (эммер); 4 – персидская (дика); 5 – твердая; 6 – тургидум; 7 – польская; 8 – маха; 9 – спельта; 10 – мягкая; 10а – остистый колос; 10б – безостый колос; 11 – плотноколосная; 11а – остистый колос; 11б – безостый колос; 12 – шарозерная; 13 – Вавилова (ванская).

Саратовская 29, Тетчер, коллекционными номерами из Индии, Кении (формы яровых, измененные в озимые) — ни один гибрид не был отнесен к плохим по показателям качества. «Сила» муки у этих гибридов находится в пределах 280–380 е. а., объем хлеба – 640–700 см³.

Иная картина наблюдается  при привлечении в скрещивание  сортов западноевропейского экотипа из Франции, Италии, Югославии, Чехословакии или ржано-пшеничных гибридов. Здесь гибриды наследуют, как правило, низкое качество зерна. «Сила» муки у них снижается до 100–200 е. а., а объем хлеба – до 400–550 см³. В этих случаях необходимо очень тщательно контролировать качество зерна данных гибридов, вести жесткий отбор по данным показателям, а часто заранее предусматривать улучшение этих признаков последующими насыщающими скрещиваниями с высококачественными сортами.

Изучение комбинационной ценности сортов по качеству зерна  позволило установить, какой сорт лучше всего передает тот или другой признак потомству. Так, для повышения крупности зерна у гибридов в скрещивание следует привлекать сорта Безостая 1, Кавказ, Ильичевка; для повышения белковости – Украинку 246, Ильичевку. Высокую «силу» муки и объемный выход хлеба хорошо передают потомству Мироновская юбилейная, измененные в озимые формы линии сортов яровой пшеницы Саратовская 29, а также сортов из Индии, Кении, Мексики и США.

В результате опытов по изменению озимых форм в яровые и гибридизации яровых сортов с озимыми создан новый исходный материал, позволяющий успешно осуществлять программу выведения в ближайшие годы сортов яровой пшеницы с урожайностью 60–70 ц/га.

 

1.4. Индивидуальный  однократный отбор в селекции  яровой пшеницы, оценка селекционного материала яровой пшеницы по элементам структуры урожайности.

 

Отбор из местного и инорайонного материала был основным на первых этапах селекции, да и в настоящее время он не утратил своего значения.

Основная сущность метода индивидуального отбора заключается  в том, что качество отобранных растений определяется путем индивидуальной, т.е. раздельной оценки их потомств. При индивидуальном отборе в отличие от массового отбора семена отобранных растений после раздельного обмолота не смешиваются, а помещаются в отдельные пакеты и затем высеваются отдельно по семьям на отдельных делянках для оценки их по качеству потомств. Благодаря этому осуществляется отбор не только по фенотипу, но и по генотипу. 

При однократном  индивидуальном отборе из исходной популяции отбирают и раздельно обмолачивают лучшие растения. Урожай всех оставшихся после браковки элитных растений на следующий год высевают отдельно в селекционном питомнике. Здесь бракуют худшие линии (семьи) и оставляют лучшие. Каждая линия (семья), высеваемая в селекционном питомнике, получает определенный номер, под которым она проходит все дальнейшие испытания. Все линии до присвоения им сортовых наименований называют номерами.

На второй год оставшиеся после браковки номера высевают в  селекционном питомнике второго года, а лучшие из них – в контрольном питомнике (КП), в котором также бракуют худшие и выделяют лучшие номера. В таком же порядке лучшие номера поступают в предварительное сортоиспытание (ПС), из него в конкурсное (КС), а затем в государственное сортоиспытание (ГС). Одновременно с испытанием проводится предварительное размножение самых лучших номеров (ПР) и начинается семеноводческая работа с ними.

Метод индивидуального  отбора значительно более сложен и трудоемок в сравнении с  массовым отбором. Новый сорт при  индивидуальном отборе зарождается из одного элитного растения. Следовательно, для выведения и размножения нового сорта требуется много времени. Но эти недостатки метода перекрываются его огромным преимуществом – возможностью оценки и сравнения отбираемых элитных растений по их потомству на всех стадиях селекционного процесса.

Сорта, выведенные методом  индивидуального отбора, как правило, стойко сохраняют свои хозяйственно-биологические качества во множестве поколений.

Для проведения оценки по методу индивидуального отбора лучшие растения с желаемыми признаками отбираются из гетерозиготных популяций гибридов второго и последующих поколений, мутантов, местных и селекционных сортов-популяций, других видов исходного материала. За высеянными семьями в селекционных питомниках в течение всего вегетационного периода проводятся фенологические наблюдения, осуществляются учеты и анализы по выравненности и однородности растений в пределах каждой семьи. Окончательная оценка лучших семей завершается после сравнения их между собой, а также по отношению к исходным сортам и стандарту, которые равномерно размещаются в питомнике через каждые 10-20 семей [6].

 

1.5. Оценка селекционного  материала яровой пшеницы по  элементам структуры урожайности, качеству продукции.

 

В процессе селекции с  самого ее начала до получения сформированного  сорта селекционеру постоянно приходится оценивать селекционный материал по разным признакам, а именно по продуктивности, длине вегетационного периода и т.д.

Под оценкой селекционного материала понимают учет хозяйственных и биологических признаков и свойств, характеризующих хозяйственную ценность создаваемых селекционером линий, семей, сортов и гибридов.

Методы оценки подразделяют на три группы: полевые; лабораторные; лабораторно-полевые.

Полевые методы оценки являются основными, длительными и трудоемкими и используются непосредственно в полевых условиях на протяжении всего вегетационного периода. В полевых условиях проводится и оценка изучаемых растений на продуктивность. По таким показателям как урожайность, число продуктивных колосьев на 1 м², натура, масса 1000 зерен, масса зерна с одного колоса и число зерен в колосе.

Лабораторные методы применяются при определении  биохимического состава зерна, листьев, стеблей, анатомические исследования.

Лабораторно-полевые  методы применяются в тех случаях, когда дополнительно к полевым исследованиям требуются измерения, взвешивания, подсчеты в лабораторных условиях с применением измерительных и других приборов. Для оценки, например, изучаемого материала по элементам структуры урожайности, отобранные в опыте растения анализируются в полевых лабораториях путем измерения высоты стеблей, подсчета числа зерен в колосе и с растения, определения массы зерна с колоса и с растения, массы 1000 зерен. Оценка урожайности проводится при выращивании на высоком агрофоне с соблюдением сроков посева и схем размещения растений.

 В течение периода вегетации ведутся фенологические наблюдения и оценки. Длину вегетационного периода образцов оценивают по дате вступления растений в фазу колошения. Полную фазу колошения отмечают, когда у 70% растений всей делянки из влагалища верхнего листа показались ости (у остистых форм), или колос выходил из влагалища флагового листа не менее чем на одну треть от своей длины (для безостых форм) [5].

 

Таблица 2. Годовой план учетов и наблюдений при селекции яровой пшеницы.

 

№ п.п.	Наименование  мероприятий, этап селекционной работы	Методика  выполнения	Примерные сроки проведения
Этап селекционной работы – оценка селекционного материала  яровой пшеницы
1.	Окраска всходов	метод оценки – полевой, визуальный	полное появление всходов
3.	Общая кустистость	метод оценки – лабораторный, визуальный, путем подсчета	после уборки
4.	Продуктивная кустистость	метод оценки – лабораторный, визуальный, путем подсчета	после уборки
5.	Высота растений	метод оценки – лабораторный, визуальный, инструментальный, путем измерения	после уборкой
6.	Длина колоса	метод оценки – лабораторный, визуальный, инструментальный, путем измерения	после уборкой
7.	Количество зерен в колосе	метод оценки – лабораторный, визуальный, путем подсчета	после уборкой
9.	Масса 1000 семян	метод оценки – лабораторный, визуальный, путем подсчета и взвешивания	после уборки

 

 

2. Организация семеноводства  культуры в Республике Беларусь.

2.1. Система семеноводства культуры.

 

Система семеноводства включает группу взаимосвязанных производственных единиц, обеспечивающих в соответствии с государственным заданием потребность в высококачественных семенах какой-либо культуры или группы культур.