Hodowla pszenicy dla nawadnianego rolnictwa

Odmiany o krótkich łodygach i średnich, charakteryzujące się wysoką wydajnością, odpornością na wyleganie i choroby, dobrą jakością ziarna, skutecznie wykorzystując wodę do nawadniania i nawozy, odgrywają ważną rolę w zwiększaniu wydajności pszenicy ozimej na nawadnianych ziemiach. Obecnie wyzwaniem jest stworzenie wszechstronnie cennych odmian o wydajności 95-100 kg / ha pod nawadnianiem. Wydajność tę można osiągnąć, łącząc następujące cechy: wydajność kolca - 1,6–1,8 g z co najmniej 550–600 wydajnymi łodygami na metr kwadratowy siewu - krótki (70–90 cm) i mocną łodygą, aby uniknąć wylegania przy stosowaniu dużych dawek nawozów stosunek ziarna do słomy w całkowitej wydajności 1: 1,2-1: 1: 1, wystarczająca odporność na ujemne temperatury zimowe (zimotrwalosc na poziomie współczesnej odmiany Odessa 51) - odporność genetyczna na dominujące rasy fizjologiczne i fauny i flory s brązowy rdza, pleśń i gnicie kornevyh- dojrzewanie w Bezostaya 1 lub Odessa 51- wskaźniki jakości ziarna w Bezostaya 1, a także ponad 51 Odessa.

Aby osiągnąć ten cel, konieczne jest stworzenie specjalnego morfologicznego typu roślin. Prace prowadzone są nie tylko w kierunku zmniejszenia długości łodygi, ale także w kierunku zmiany stosunku wielkości łodygi i kłosa, w parametrach powierzchni liścia, które powinny być biologicznie zgodne z agrotechnicznym i ekonomicznym punktem widzenia.

Bardzo ważne jest tworzenie i selekcjonowanie form o wysoce produktywnych uszach przy jednoczesnym rozwoju pędów krzewienia. Takie rośliny umożliwiają tworzenie gęstej i gęstej fitocenozy o dobrej wydajności. Nasze badania wykazały, że geny o krótkich łodygach często zmniejszają rozmiary liści (szczególnie ich długość), co prowadzi do odpowiedniego zmniejszenia potencjału fotosyntetycznego. Ostatecznie może to prowadzić do zmniejszenia zawartości kolca w kolcu, ponieważ liczba ziaren w kolcu ma znaczący pozytywny związek z fotosyntetyczną powierzchnią liści (rph = 0,54-0,72, rch = 0,56-0,77) i potencjałem fotosyntetycznym liście (rf = 0,50-0,73, rch = 0,51 - 0,76). Dlatego formy o krótkich szypułkach muszą mieć zwiększoną wydajność netto fotosyntezy, co zapewni im optymalne warunki do rozwoju generatywnego i zwiększonej wydajności ucha.

Aby zwiększyć efektywność fotosyntezy w odmianach o krótkich łodygach stworzonych do nawadnianego rolnictwa, konieczna jest również zmiana wielkości i kształtu liści i innych narządów fotosyntetycznych. Wskazane jest zwiększenie szerokości liści (zwłaszcza flagi) do 1,5-2 cm i nieznaczne zmniejszenie ich długości (do 16-18 cm). Rośliny o takiej strukturze liścia są typu o wysokiej intensywności, tworzą duże, dobrze wykonane ziarno. Formy liściaste mają również duży potencjał w akumulacji białka. Ze względu na fizjologiczną aktywność łusek kłoskowych powstaje ponad 30 ziaren ziaren. Ustalono, że istnieje bezpośrednia korelacja między rozmiarami kłosków, łusek kwiatowych i ziaren (r = 0,36-0,57), dlatego wzrost długości kłosa i liczby kłaczków nie tylko zwiększy liczbę ziaren, ale także zwiększy ich rozmiar.

Aby zwiększyć efektywność pracy hodowlanej w warunkach irygacyjnych, konieczne jest zastosowanie genetycznych metod łączenia poziomej i pionowej (specyficznej dla rasy) odporności na różne choroby u jednej odmiany. Ta zasada ochrony minimalizuje uszkodzenia roślin. Wybór par rodzicielskich do hybrydyzacji. Główną metodą tworzenia początkowego materiału rozmnożeniowego jest hybrydyzacja wewnątrzgatunkowa, w której formy rodzicielskie powinny zapewniać maksymalną możliwą wydajność rekombinacji krótkich łodyg i produktywności, doskonałą jakość ziarna, odporność na zimę i odporność na choroby. Dlatego przy wyborze komponentów hybrydyzacji kierujemy się następującymi podstawowymi zasadami:

1) Aby uzyskać pozytywne transgresje jednej lub kilku cech, w hybrydyzacji biorą udział genotypy z różnymi systemami genetycznymi do kontrolowania określonych cech. Dobrym kryterium wstępnego ustalenia genetycznego oddalenia odmian jest ich przynależność do różnych grup ekologicznych. Krzyżowanie takich biotypów zapewnia szeroką morfogenezę w populacjach mieszańców i stwarza dobre warunki dla efektywnej hodowli. Wysokie parametry dodatniej transgresji w wydajności skoków charakteryzują się w szczególności kombinacjami hybrydowymi stworzonymi z udziałem odmian ekotypu stepu południowo-ukraińskiego (Odessa 51, pół karła w Odessie, Stepnyak), z odmianami ekologii stepu leśnego (Illichivka, Dniprovskaya 521, Bezostaya 1, Mutant 48, KMB- 1, Krasnodar Dwarf 1 itp.), A także z odmianami grupy zachodnioeuropejskiej (Sania, Rusalka, Sava, Zlatna Dolina itp.).

2) Aby uzyskać cenny materiał hodowlany o szerokich możliwościach adaptacyjnych, jedno z rodziców powinno być odmianą dobrze przystosowaną do gleby i warunków klimatycznych strefy aktywności ośrodków hodowlanych. W warunkach na południu ukraińskiej SRR hybrydowe populacje Odessy 51 × Syrenka, Odessa 51 × Sania, Pitikul × Obry, Odessa półkrzełak × Chersoń 170, Odessa półkrzełak × Rocznica Chersoniu itp..

3) Wybierając pary do krzyżówek, należy dać pierwszeństwo tym odmianom i formom, które mają najmniejszą liczbę negatywnych właściwości i cech. W tym celu odmiany są zaangażowane w hybrydyzację, w której krótkotrwała, zimotrwalość, wydajność, jakość ziarna i inne właściwości mają dominujące (lub półdominujące) determinacje genetyczne. Rodzaj kontroli genetycznej można łatwo ustalić za pomocą serii krzyżówek rozpoznawczych. Wzory krzyżowania. Sukces w tworzeniu intensywnych odmian o krótkich łodygach w dużej mierze zależy od metod tworzenia hybrydowego materiału hodowlanego. W takim przypadku stosowane są następujące schematy krzyżowania: sparowane, potrójne, zwrotne i złożone. Dzięki dobrze dobranemu wyborowi form rodzicielskich i znajomości praw dziedziczenia właściwości i cech, które należy połączyć, krzyżowe pary pozwalają szybko uzyskać nowe odmiany. Sparowane krzyże są stosowane głównie w celu poprawy indywidualnych właściwości odmian, które zgodnie z większością cech odpowiadają planowanemu genotypowi w warunkach nawadniania.

Intensywne odmiany pół karłów tego typu uzyskano w Ukraińskim Naukowym Instytucie Badań Rolnictwa Nawadnianego tą metodą: Kherson Anniversary, Ostistaya 3, Chersonskaya 404 (KMB-1 × Dneprovskaya 537), Ostistaya 5 (KMB-1 × Dneprovskaya 521), Chersonskaya 552, Nakhodka (Odessa 51X) itp. Potencjał zbioru tych odmian podczas nawadniania wynosi 85–95 c / ha. Ich wspólną cechą charakterystyczną jest połączenie krótkiej łodygi (75–90 cm), wysokiej wydajności kolców i odporności na rdzę brunatną w jednym fenotypie.

Metodę krzyżowania par można skutecznie zastosować w hodowli transgresyjnej. W tym celu do hybrydyzacji wybiera się formy karłowate (50–60 cm) i pół karłowate (61–70 cm), to znaczy krzyże przeprowadza się zgodnie z rodzajem niewymiarowego × niewymiarowego. W tych pokoleniach rozszczepialnych w pokoleniach rozszczepialnych pojawia się ponad 50 fenotypów o długości łodygi 75–85 cm, a wśród nich znaczna część form, które można przypisać przekroczeniom o dodatniej wysokości roślin. Te formy charakteryzują się dobrą wydajnością skokową i można je stosować przy selekcji plonów..

Metodę potrójnych krzyży (A × B) × C stosuje się, gdy zadaniem jest rekombinacja kompleksu znaków, a właściwości, które należy połączyć, nie można znaleźć u dwóch rodziców. W parze z pierwszą parą zwykle uczestniczą dawcy o cennych właściwościach ze stosunkowo prostym dziedzictwem (na przykład odporność na brązową rdzę). Jako trzeci składnik konieczne jest przyciągnięcie odmiany o wysokiej intensywności, dobrze dostosowanej do warunków nawadniania o doskonałej jakości ziarna.

W pracach hodowlanych nad problemem tworzenia odmian o wysokiej odporności na brązową rdzę wykorzystujemy geny Lr9 (nosiciele genów Abe, Arthur 71, Riley 67 itd.), Lr19 (agrus), Lr24 (Agent, Blyuboy II). Różni dawcy z kontrolą odporności wielogenowej i oligogennej są również szeroko zaangażowani w hybrydyzację. Wśród nich odmiany Obriy, Rusalka, Sava, Cherson 552, Donskoy pół-karzeł, Donskoy bezostaya itp. Na podstawie genetycznej francuskiej odmiany Roazon, Jugosławii Sania, Zlatna Dolina powstał cenny materiał hodowlany o wysokiej odporności na zgniliznę korzeni i mączniaka prawdziwego. W konkurencyjnych testach odmian bada się odmiany, na które choroby te praktycznie nie mają wpływu. W potrójnych krzyżach transgresja w jednym elemencie produktywności kolca jest możliwa bez osłabienia w przejawianiu innej cechy, w wyniku czego znacznie wzrasta transgresja masy ziarna w kolcu.

Aby zwiększyć częstotliwość rekombinacji odporności na krótką łodygę i zimę, zwykle stosujemy następującą zasadę w potrójnych krzyżach. Jeśli hybrydy F1, (A × B) są zdominowane przez zwiększoną odporność na zimę i mróz (jest to technicznie łatwe do zidentyfikowania), wówczas jako trzeci rodzic, C, używa się krótkiej łodygi, być może odpornej na zimę, w kolejnym skrzyżowaniu. Te hybrydy F1, w których zimotrwalość jest dziedziczona pomiędzy lub jako mniej stabilny rodzic, krzyżuje się z odmianami charakteryzującymi się podwyższoną zimotrwalością. Tylko w takich przypadkach możemy mieć nadzieję na uzyskanie wystarczającej (z punktu widzenia praktycznego doboru) liczby rekombinacji odporności na krótką łodygę i zimę (22–28). Gdy w hybrydyzację zaangażowane są trzy formy rodzicielskie, należy zwrócić szczególną uwagę na wybór ostatniego składnika krzyżówek, ponieważ wprowadza on około 50 czynników dziedzicznych do organizmu hybrydowego, a zatem powinien być tak odporny na mróz i odporny na zimę, jak to możliwe. Dominującą odpornością na zimę są odmiany Odessa 51, pół karła w Odessie, Don bezostaya, Krasnodar 39, które są cennymi dawcami tej nieruchomości.

Metodę nasycania lub powrotu krzyży - (A × B) × A stosuje się w przypadkach, w których konieczne jest wzmocnienie znaków jednego z rodziców w potomstwie mieszańcowym (odporność na uszkodzenia wywołane przez choroby grzybowe, odporność na zimę), a także w celu stworzenia linii izogenicznych. Pod irygacją ważną techniką genetyczną zwiększającą zimotrwałość mieszańców pszenicy ozimej o krótkich łodygach są niepełne sycące krzyżówki. Badania wykazały, że gdy w tych krzyżówkach stosowane są odporne na zimę odmiany pół karła typu Odessa lub Cherson 95, stabilność mieszańców różnych generacji osiąga poziom nawracających rodziców już przy pierwszym krzyżowaniu wstecznym. Tak więc, w hybrydach Odessa pół-karzeł 2 × Sania, Odessa pół-karzeł 2 × Partisan, Cherson 922 × Chersoń rocznica, Cherson 952 × Sania i inni po zimowaniu 94-98 żywe rośliny są zachowane.

Przejścia i pokazy. Aby rozwiązać różne problemy hodowlane (zwiększenie wydajności, jakości ziarna, odporności na choroby, zimotrwalosc), liczba kombinacji hybrydowych zależy od następujących czynników: 1) Cechy kontroli genetycznej określonych właściwości ekonomicznych i biologicznych (dominujące, półdominujące, recesywne)- 2) Parametry rekombinacji dwóch lub więcej cech ilościowych, które można określić eksperymentalnie w kontekście istniejących dawców niektórych właściwości- 3) Zadania procesu hodowlanego na określony czas- 4) Zastosowane schematy hybrydyzacji itp. Przy dobrej znajomości odmian dawców i ich składników roczna wielkość krzyżówek może być ograniczona do 60–80 kombinacji, które są głównymi.

Dla każdej głównej kombinacji w roku hybrydyzacji należy uzyskać 250-500 ziaren. Jednocześnie przestrzegamy następującej podstawowej zasady: jeśli zadaniem jest połączenie trudnych do połączenia cech (wydajność i jakość ziarna, wydajność i odporność na zimę, odporność na krótką łodygę i odporność na zimę itp.), W miarę możliwości powinno być więcej ziaren mieszańcowych. W obecności dawców o dominującej kontroli cechy można ograniczyć do stosunkowo niewielkiej liczby ziaren hybrydowych. W warunkach nawadniania o ograniczonym swobodnym zapylaniu liczba ustalonych ziaren wynosi 40–60.

Dlatego dla każdej kombinacji 25-50 kłosów kukurydzy (500-1000 kwiatów) musi być wykastrowanych i zapylonych. Przy stosowaniu w krzyżówkach mało zbadanych odmian i form objętość krzyżówek wzrasta do 150-200 kombinacji. W takich krzyżach rozpoznawczych 5-10 uszu jest zwykle wykastrowanych i zapylanych. Aby podkreślić cenne, wysoce produktywne formy transgresyjne, należy wyhodować dużą liczbę roślin F2 - co najmniej 20 tysięcy. Wysoce wydajne uszy są zwykle używane do układania żłobka hodowlanego (liczba ziaren jest nie mniejsza niż 45, masa ziaren na ucho wynosi 1,8–2 g lub więcej). Ilość każdej kombinacji w dużej mierze zależy od celu i cech kształtowania w populacji mieszańców. 200-300 elitarnych roślin (uszy) wybiera się w populacjach bardziej jednorodnych pod względem cech morfobiologicznych, a 500–1000 roślin w bardzo zmiennych populacjach ze zwiększoną liczbą rekombinacji. Tak więc w żłobku hodowlanym bada się 20-25 tysięcy rodzin - potomstwo poszczególnych selekcji. Około jednej trzeciej całkowitej liczby rodzin w szkółce hodowlanej reprezentuje potomstwo selekcji F2, pozostałe liczby to potomstwo selekcji F3 - F5. Badania wykazały, że zgodnie z nasileniem głównych właściwości ekonomicznych i biologicznych (produktywność, odporność na zimę i odporność na choroby) stałe potomstwo selekcji F2 - F3 nie różni się znacząco, chociaż rodziny późniejszych generacji są bardzo równomierne pod względem morfologicznym.

Pierwsze i kolejne generacje rozszczepialnych mieszańców najlepiej rosną szeroko (obszar żerowania 5 × 30 cm). Pomaga to poprawić warunki rozwoju karłowatych morfobiotypów. W procesie selekcji szczególną uwagę zwraca się na rośliny o krótkich łodygach (70-80 cm) i średnich (do 90 cm) z dużymi dobrze ziarnistymi kłosami kukurydzy. Zaletą powinny być biotypy z wczesnym dojrzewaniem, długim okresem formowania ziarna i, oczywiście, wysoką odpornością na rdzę i mączniaka prawdziwego.

Bierzemy również pod uwagę fakt, że w populacjach hybrydowych stworzonych z udziałem genotypów z recesywnym określaniem krótkich szypułek, stałość (homozygotyczność) na tej podstawie występuje we wczesnych pokoleniach rozszczepialnych (F2 - F5), podczas gdy w populacjach z dominującą krótką łodygą konieczne jest kontrolowanie w późniejszych pokoleniach.

Korzystając z nowych metod opracowanych w instytucie do tworzenia materiału hodowlanego, selekcji i testowania obiecujących form roślin, hodowcy stworzyli wiele niezwykle wartościowych odmian i linii, które zostały przekazane do państwowego testu odmian i przechodzą różne etapy konkurencyjnych testów odmian.

Obecnie w państwowych stanach odmianowych bada się odmiany o krótkich i średnich łodygach Ostistaya 5, Mriya Kherson, Khersonskaya 84, Chersonskaya 86. W warunkach nawadniania, przestrzegając standardów intensywnej technologii, odmiany te zapewniają w najlepszych latach 81-88 c / ha ziarna (tab. 1).

Tabela 1

Zbiór odmian pszenicy ozimej w konkurencyjnym badaniu odmian UNIIOZ, t / ha

Jak widać, plony te przewyższają standardowy plon - odmiana pół karła Odessy - średnio 4,7–13,2 c / ha.

Ze względu na kompleks cennych ekonomicznie właściwości szczególnie wyróżnia się odmiana Mriya Cherson (pół karła Odessy × Cherson 170). W konkurencyjnym badaniu odmian URIIOZ wydajność przekroczyła standard o 4,2-12,6 c / ha. Na nawadnianej odmianie Kakhovskoye średnio w latach 1984–1986. Zebrano 58 c / ha ziarna, czyli o 4,4 c / ha więcej niż wzorzec, aw 1986 r. - 75,6 c / ha, czyli o 6,3 c / ha więcej. W warunkach produkcji w 1986 r. Zebrano 56,6 centów na hektar ziarna w Batumsky State Farm w rejonie Belozersky w regionie Chersoniu, czyli o 5,1 centów na hektar więcej niż odmiany pół-karłowate w Odessie. W gospodarstwie państwowym Kommunar w tym samym regionie odmiana Mriya Cherson posiadała 57,6 c / ha, czyli o 7,1 c / ha więcej niż pół-karłowata Odessa. Właściwości piekarnicze nowej odmiany są dobre, należy ona do cennej pszenicy. Przy optymalnym zaopatrzeniu w azot zawartość białka w ziarnie podczas nawadniania wynosi 13,4-14,1, na suchym lądzie - 15,5-16,5 - zawartość surowego glutenu w mące wynosi 28-34. Ogólna ocena jakości - 4,5-5 punktów.

W 1984 r. Zakończono prace nad stworzeniem nowej odmiany, która pod nazwą Chersońska 84 została przeniesiona do Państwowego Testu Odmian w 1985 r. Ma całkowitą odporność na choroby i dobrą jakość ziarna. Średnia wydajność w konkurencyjnych testach odmianowych wynosi 70,9 c / ha, a nadwyżka ponad standard (pół karła w Odessie) wynosi 4,7 c / ha. Maksymalną wydajność 89,4 kg / ha uzyskano w 1982 r..

Odmiana Chersonska 86 (pół-karzeł Obriy × Odessa) jest jedną z najbardziej wydajnych średnich odmian wyhodowanych w ostatnich latach. W konkurencyjnym teście odmian plonu, średnio przez trzy lata, przekraczał on standard o 13,2 c / ha. Zgodnie z kompleksem właściwości fizycznych, biochemicznych i piekarniczych dotyczy silnej pszenicy.

Należy zauważyć, że nowe odmiany o krótkich łodygach nie zawsze zapewniają niezmiennie wysokie plony, chociaż potencjalna wydajność najlepszych z nich osiąga 95-105 kg / ha. Wynika to z różnych powodów, ale głównym z nich jest to, że genotypy niektórych nowych odmian o niskim wzroście nie mają silnych mechanizmów homeostazy, aw niesprzyjających warunkach wzrostu (niskie ujemne temperatury, susza gleby i powietrza itp.) Zmniejszają plon i nie wytrzymują testów konkurencyjnych . Połączenie dobrej plastyczności w jednym gatunku (jest obecne w wysokowydajnych genotypach o krótkich łodygach) i dobrej homeostatyki jest niezwykle trudnym problemem i do rozwiązania tego będą potrzebne poważne badania fizjologiczne i genetyczne. Ale musimy również właściwie wykorzystać już utworzony asortyment krótkiej łodygi pszenicy ozimej i spełnić przede wszystkim zasady odmianowej techniki rolniczej. Nasze obserwacje, doświadczenie zaawansowanych gospodarstw wskazują, że w nawadnianych płodozmianie, z zastrzeżeniem naukowo uzasadnionych reżimów nawadniania i odżywiania korzeni roślin, dostępne odmiany gwarantują produkcję co najmniej 80 c / ha ziarna. Niewdrożenie jakiegokolwiek elementu intensywnej technologii pszenicy ozimej gwałtownie zmniejsza plon, w wyniku czego model odmiany o krótkich łodygach jest zagrożony, a także nawadnianie, które jest najważniejszym czynnikiem w produkcji ziarna w suchych regionach naszego kraju.

Szczególnie mocno zmniejszona wydajność w odmianach intensywnych w tych przypadkach, w których systemy nawadniania nie są utrzymane. Przed hodowcami stoi zadanie podniesienia o 10-15 dolnej granicy plonu nowych odmian pszenicy ozimej. Prace hodowlane w tym kierunku powinny opierać się na zasadach poprawy właściwości i cech, które zapewniają zwiększoną adaptację roślin do różnych niekorzystnych warunków.

Obecnie wysiłki hodowców mają na celu rozwiązanie problemów dalszej poprawy właściwości odmian o krótkich łodygach, takich jak zimotrwalosc, odporność na różne choroby, susza powietrzna i odporność na ciepło. Jeśli chodzi o wykonywanie tych zadań w instytucie, trwają prace.

Tak więc, pół-karłowate odmiany Mriya Kherson i Ostistaya 5 są równoważne w zimowej odporności z odporną odmianą Odesskaya 51. Odmiany Khersonskaya 552, Chersonskaya 84, Chersonskaya 86 i inne charakteryzują się złożoną odpornością na mączniaka prawdziwego, brązowej rdzy i zgnilizny korzeni.

Wiele uwagi poświęca się dalszemu wzrostowi odporności na mróz w odmianach pszenicy ozimej o krótkich łodygach. Odmiany Ostistaya 5, Mriya Kherson i Chersonskaya 86 znajdujące się w państwowym teście odmianowym nie są gorsze w zimotrwalości od stonowanych półkrwi Odessy i Dniepru 846. Dane dotyczące zamrażania roślin w chłodniach pokazują, że 55-70 odmian konkurencyjnych testów odmian klasyfikuje się jako wysoce odporne na mróz: w temperaturze zamarzania - 18 ° C śmierć roślin wynosi 2-7 .

Przez długi czas nie byliśmy w stanie połączyć wysokiej wydajności i dobrej jakości ziarna w jednym fenotypie. Przeprowadzone specjalne badania hodowlane i genetyczne wykazały, że dla wielu zagranicznych dawców odpowiednie geny o krótkich łodygach ograniczają zawartość i jakość glutenu, a aby uzyskać materiał, który spełnia cele hodowlane w warunkach irygacyjnych, krzyże nasycenia musiały być wykonywane w różnych wzorach i kierunkach, co wydłużyło czas hodowli nowych odmian . Obecnie, ze względu na pojawienie się wysokowydajnych i dobrej jakości odmian ziarna typu Polukarlik 49, Odessa Polukarlikovaya, Cherson 170 i innych, zadania selekcji zostały nieco uproszczone. Odkryliśmy, że geny o krótkich łodygach powyższych odmian nie ograniczają przejawów oznak jakości ziarna i mamy realne możliwości dalszego wzrostu plonu bez pogorszenia. Wśród już utworzonych nisko rosnących odmian, Chersonskaya 94 i Chersonskaya 86, zgodnie z jakością ziarna, należą do silnej pszenicy, a Ostistaya 3, Ostistaya 5, Mriya Kherson i Chersonskaya 84 - do cennych.